ИСТИНА

разработан усовершенствованный алгоритм проведения электромиграции, позволивший существенно (около двух раз) увеличить производительность зазоров шириной 1 - 5 нм при увеличении выхода годных до 70 %, что существенно для изготовления больших массивов наноэлементов и обеспечения корректной статистической обработки результатов экспериментов; разработан метод изготовления наноэлектродов с предельно малыми зазорами, пригодными для создания молекулярных транзисторов, путем напыления дополнительного металла на электроды-заготовки, изготовленные методами электронно-лучевой нанолитографии. При этом: найдены режимы прямой электронно-лучевой литографии, позволившие устойчиво получать заготовки наноэлектродов шириной 100-200 нм с зазором между ними 15-20 нм; разработана новая методика обеспечения нависания краев электродов над подложкой; разработана методика напыления дополнительной пленки металла на изготовленные зазоры шириной 15-20 нм. При этом была разработана надёжная методика позиционирования и формирования области дополнительного напыления металла на наноструктурную заготовку, что одновременно обеспечило как необходимое сужение нанозазора, так и нанесение самосовмещенного с ним электрода управления транзистора (затвора) при надёжной изоляции друг от друга всех трех электродов нанотранзистора, расположенных на суб-10 нм расстояниях. показано устойчивое наличие ожидаемого эффекта сужения первоначальных зазоров заготовок (15-20 нм) до значений 2-6 нм. При этом показана высокая эффективность осаждения дополнительного металла на краях зазора, приводящая к сужению зазора на ?w=0,5-0,7 d, где d – толщина дополнительно напыленной пленки металла; исследование электрических характеристик изготовленных обоими способами нанозазоров показало туннельный характер электронного транспорта через них, а также позволило выявить на вольт-амперных характеристиках области с разным режимом туннелирования (режим прямого туннелирования и автоэлектронной эмиссии). Туннельное сопротивление зазоров имело значения от 10 до 400 ГОм, что свидетельствует о пригодности таких зазоров для формирования в них молекулярных элементов наноэлектроники; Получены значения работы выхода электронов из золотых электродов нанозазоров; предложено объяснение их низкие (относительно массивного золота) значения (0,1 – 1 эВ); создан макет наноэлектронного биосенсора на основе планарной наноструктуры со встроенными ферментными комплексами; разработана методика нанесения фермента глюкозооксидазы на электроды наноструктуры и иммобилизации молекул этого фермента в нанозазор трансдьюсера биосенсора; разработана методика регистрации сигналов биосенсора; продемонстрировано изменение функционального состояния иммобилизованного фермента глюкозооксидазы при наличии (окислении) глюкозы в тестовом растворе и получена зависимость отклика биосенсора от ее концентрации; теоретически исследована взаимосвязь между энергетическим спектром молекулы и транспортными характеристиками мономолекулярного одноэлектронного транзистора на основе такой молекулы; для этого: квантовыми методами рассчитаны одноэлектронные энергетические спектры малых молекул карборана C2B10H12 и фуллерена C60 для их основных и возбужденных зарядовых энергетических состояний, а также платинового молекулярного кластера Pt5(CO)6(PPh3)4, установлены эффективные емкостные параметры мономолекулярных транзисторов на основе этих молекул; при помощи метода имитационного моделирования Монте-Карло рассчитаны транспортные характеристики мономолекулярного одноэлектронного транзистора, показано, что формирование туннельного тока через молекулу и особенности ВАХ одноэлектронного транзистора определяются весьма ограниченным количеством состояний молекулы, задающихся совокупностью величин зарядового состояния и спиновой мультиплетности; выявлены те уровни («транспортные») в области энергетической щели, которые определяют особенности электронного транспорта через молекулу в составе одноэлектронного молекулярного устройства, в частности, выявлено возникновение «дополнительных» уровней внутри энергетической щели спектра молекул при изменении полного электрического заряда, прежде неизвестных при моделировании молекулярных одноэлектронных устройств; предложен параметрический подход для расчета положения электронных уровней в энергетическом спектре сложных молекул, существенно снижающий требования к количеству необходимых вычислительных ресурсов.