[發(fā)明專利]替位式摻雜原子尺度導線

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710298639.6
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN108793063A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 邵詩婷
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B82B1/00;B82B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種替位式摻雜原子尺度導線，為了連接原子尺度(一至幾十原子大小)的器件，來制備相應的集成電路，需要寬度在原子量級的導線；技術(shù)方案是在半導體性質(zhì)的碳基材料(半導體碳納米管或半導體石墨烯納米帶)上，替位式摻雜三族、四族、或五族元素，形成寬度為原子量級的導線；其特征在于：在上述碳基材料中，替位式摻雜原子沿著碳納米管管軸或石墨烯納米帶縱向，在平行縱向?qū)ΨQ軸的相鄰1～5排晶列上每一晶胞內(nèi)特定幾個格點上周期性的進行摻雜形成原子尺度導線(幾原子寬度)。

2.按照權(quán)利要求1所述的替位式摻雜原子尺度導線，其特征在于：所述碳基材料是指具有半導體性質(zhì)的碳納米管或半導體性質(zhì)的石墨烯納米帶，該石墨烯納米帶可以是邊緣裸露的，或邊緣碳原子被氫化(一個氫原子或二個氫原子)，或邊緣碳原子被不同基團(包括氫原子、羥基、酮基、氫和羥基共同飽和)修飾，或一塊石墨烯上被氫原子、或氟原子、或氧原子吸附成鍵而分隔出的石墨烯納米帶。

3.按照權(quán)利要求1所述的替位式摻雜原子尺度導線，其特征在于：一根導線只摻雜三族、四族、或五族元素中的一種元素。

4.按照權(quán)利要求1所述的替位式摻雜原子尺度導線，其特征在于：所用摻雜原子可以是氮、磷或硼原子，半導體性質(zhì)的碳納米管可以是(8，0)碳納米管，半導體石墨烯納米帶可以是扶手椅型的石墨烯納米帶。

5.一種制備替位式摻雜原子尺度導線的方法，要在半導體性質(zhì)的碳基材料(半導體碳納米管或半導體石墨烯納米帶)上實現(xiàn)定點摻雜，必然要在原子水平操縱原子，采用SPM和單離子注入技術(shù)在特定格點去除一個碳原子和添加一個摻雜原子，其特征在于：用SPM施加一個電脈沖，將指定格點上的碳原子吸附，并搬運走，然后再吸附并搬運一個摻雜原子來到該指定格點，通過施加一個電脈沖將該摻雜原子填入該指定格點；用單離子注入技術(shù)直接在指定格點將摻雜離子注入，用注入的摻雜離子轟擊和替代碳原子；沿碳納米管管軸或石墨烯納米帶縱向周期性地用摻雜原子替換特定格點碳原子，采用軟件程序控制SPM探針和單離子注入沿縱向的移動來實現(xiàn)。

6.一種替位式摻雜原子尺度導線的用途，在半導體性質(zhì)的碳基材料(半導體碳納米管或半導體石墨烯納米帶)上，替位式摻雜三族、四族、或五族元素，形成寬度為原子量級的導線，其特征在于：該原子尺度的導線可用于連接原子尺度的電子器件，作為原子量級線程的大規(guī)模集成電路的互連，制備相應的集成電路。