Single-Nanostructure device fabricated by alternative technologies

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Développement de techniques de
fabrication collectives de dispositifs
électroniques à nanostructure unique
Thèse soutenue le 19 octobre 2007
Jamal Tallal
Directeur de thèse :
Patrick Schiavone
Encadrant de thèse :
David Peyrade

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Introduction
Contexte
Développement
Micro / nanoélectronique
Diminution des dimensions
caractéristiques.
Motifs < 30 nm
Effets physiques perturbateurs !!!
(Courant de fuite, effet quantique …)
www.rtb.cnrs.fr

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Nanofabrication Localisation
Contraintes dimensionnelles Contraintes technologiques.
Introduction
Contexte
Une voie prometteuse :
Intégration d’objets nanométriques.
CNTs (qq µm x qq nm) - Colloïdes (µm à nm)
Nanocristaux par CVD (<10 nm) - Molécules (< 5 nm) …
Caractérisation Observation de phénomènes quantiques :
effet tunnel, blocage/paliers de Coulomb …

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Introduction
Fabrication collective de contacts métalliques par nanoimpression
Caractérisation de démoulants par nanoindentation
Procédés technologiques développés
Localisation de colloïdes par diélectrophorèse
Observation des particules en suspension
Localisation d’une particule unique
Transport électrique
A température ambiante
A T° = 4,2 K
Paliers de Coulomb dans le cas d’un colloïde d’or de 50 nm de diamètre
Conclusion
Plan

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5
Introduction
Rappel sur le blocage de Coulomb
Passage d’un électron au travers de la barrière tunnel
ξ= e2/2C
Métal 1
(Source) Isolant
Métal 2
(Drain)
VDS
EF
1
EF2
VDS = 0 V
EF
1EF2
-eVDS
VDS ≠ 0 V
Jonction MIM
EF1 EF2
-eVDS
e-
ξ
ΔE = EF1 –EF2 = eVDS –e²/2C > 0
eVDS > e²/2C VDS > e/2C
Passage du courant !
EF1
EF2
-eVDS
e-
ξ
ΔE < 0
eVDS < e²/2C VDS < e/2C
Courant nul !