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Microsc. Microanal. Microstruct.
Volume 5, Number 4-6, August / October / December 1994
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Page(s) | 519 - 533 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/mmm:0199400504-6051900 |
DOI: 10.1051/mmm:0199400504-6051900
Nano-écriture sur couche d'or
Chrystel Lebreton et Zhao Zhong WangLaboratoire de Microélectronique et Microstructures (L2M) / CNRS, 196 avenue Henri Ravera, 92225 Bagneux, France
Abstract
Experimental results in monolayer nano-lithography on atomically flat (111) surface of gold films with scanning tunneling microscopy are presented. By applying successive voltage pulse across the tunneling gap in controlled atmosphere, the individual holes are produced in order to form different features (legend, map, test pattern or square lattice consisting of dots etc.) in nanometer scale. Our etching process has a higher success rate in nitrogen gas with the presence of water or ethanol vapor. The control of gold surface modification (feature's dimension, choice of mound or pit) was achieved by changing the pulse amplitude and polarity or the water vapour pressure. Etching feature remains stable over 4 days in dry nitrogen in contrast to some previous STM result of monoatomic step movement on gold surface.
Résumé
Dans cette étude, nous présentons des résultats expérimentaux sur une méthode de nano-lithographie sur couche d'or (111) avec le microscope à effet tunnel. Il est possible de réaliser de véritables nano-structures (logo du laboratoire, carte, réseau ...) sur couche d'or en appliquant des pulses de tension successifs à travers la jonction tunnel. Ce travail, pour être effectué de manière contrôlée, doit impérativement être réalisé sous atmosphère contrôlée en présence de vapeur d'eau ou d'alcool. Les caractéristiques de la nano-modification (nature, taille, profondeur) sont contrôlées en changeant l'amplitude et la polarité du pulse ainsi que l'humidité relative de l'enceinte. Le plus petit trou stable qu'il est possible de former ne fait que 3 nm de diamètre pour une couche atomique de profondeur, ce qui correspond à une "évaporation" d'environ 100 atomes. Les structures réalisées restent stables sur une période allant au-delà de 4 jours si elles sont conservées dans l'azote pur, ce qui semblent contredire certains résultats publiés récemment sur le mouvement des atomes d'or en surface.
8116N - Nanolithography.
8165 - Surface treatments.
6835F - Diffusion; interface formation.
0779C - Scanning tunneling microscopes.
Key words
Experimental study -- Surface treatments -- Electron beam lithography -- Nanostructures -- Thin films -- Gold -- Controlled atmospheres -- Operating mode -- Stability -- Microscope tip -- Surfaces -- Interfaces -- Condensed matter physics -- Materials science -- Physics -- Structure of liquids -- Structure of solids -- Crystallography -- Semiconductor electronics -- Microelectronics -- Optoelectronics -- Solid state devices -- Electronics -- Applied sciences -- Metals -- Metallurgy -- Condensed state physics -- Transition elements
© EDP Sciences 1994