بررسی خواص اکسیدهای عناصر کمیاب خاکی به عنوان گیت دی الکتریک

نویسندگان

چکیده

  نانو ساختارهای اکسید لانتان تزریق شده با زیرکونیوم به روش سُل- ژل تهیه شدند. در این کار، مقادیر مشخصی از نیترات لانتان، پروپکساید زیرکونیوم، اسیداستیک و متاکسی اتانول با هم حل شده و نانوبلورک­های به دست آمده با تکنیک­های پراش پرتو ایکس (XRD) ، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) ، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شدند. برای بررسی خواص الکتریکی و اندازه­گیری ثابت دی­الکتریک، قرصی از نانو بلورک­های اکسید لانتان تزریق شده با زیرکونیوم ساخته و برای بررسی خواص اپتیکی از طیف UV-Vis استفاده شد. اندازه ذرات نانو به کمک روش X-powder در حدود 30 نانومتر به دست آمده است. بررسی­ها نشان می­دهد که با تزریق زیرکونیوم یک ساختار سطحی همگن پدید می­آید که منجر به کاهش جریان نشتی می­شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

nvestigation of Properties of Rare- Earth Elements Oxides as Gate Dielectric

نویسندگان [English]

  • Reza Gholipour
  • Ali Bahari
چکیده [English]

The zirconium-doped lanthanum oxide nanocrystallites were prepared by a sol-gel method . In this work, the specified amounts of lanthanum nitrate hexahydrate, zirconium propoxide, acetic acid and 2-methoxy ethanol were dissolved and the obtained nanocrystallites were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM) , Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) techniques. For measuring dielectric constant and electrical properties , tablets of zirconium-doped lanthanum oxide nanocrystallites were made and to study the optical properties of UV-Vis spectra were used . An optical band-gap of 3.92 eV has been measured from the transmittance spectroscopy experiments when the quantity of Zr in the oxide nanocrystallites has been 50% with annealing temperature 700 °C. The obtained size of nanoparticles by using X-powder is about 30 nm. Investigation was revealed that with doped zirconium occurs a surface structure homogeneous that leading to reducing leakage current.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nano structure
  • Gate dielectric and Sol
  • Gel method
[1]   T Bieniek, A Wojtkiewicz, L Lukasiak, R B Beck, Biochem. Soc. Trans., 29 )2001( 702.

[2]     P Morgen, A Bahari, U Robenhagen, J Anderson, K Pedersen, M G Rao, Z S Li, J. Vac. Technol., A 23 )2005( 201.

[3]  A Bahari, P Morgen, Z S Li, Surf. Sci., 602 )2008( 2315.

[4]  A Bahari, P Morgen, K Pedersen, Z S Li, J. Phys. Conf., 86 )2007( 012019.

[5]  P R Giri, Int. J. Theor. Phys., 47 )2008( 1776.

[6]  J Appenzeller, E Joselevich, W Hoenlein, Wiley-VCH, Weinheim, 2003.

[7]  D K Schroder, John Wiley & Sons, 2006.

[8]    B E Park, K Takahashi, H Ishiwara, J. Korean Phys. Soc., 46

)2005( 346.

[9]   H D Xiong, D Heh, M Gurfinkel, Q Li, Y Shapira, C Richter, G Bersuker, R Choi, J S Suehle, Microelectronic Engineering, 84 )2007( 2230–2234.

[10]    G D Wilka, R M Wallaceb, J M Anthony, J. Appl. Phys., 89

)2001( 5243–5275.

[11]   D Spassov, E Atanassova, G Beshkov, Microelectronics Journal,

31 )2000( 653–661.

[12]  K L Chopra, Mc Graw-Hill, New York, )1969( 506.

[13]   S H Jeonga, I S Baea, Y S Shina, S B Leea, H T Kwakb, J H Booa, Thin Solid Films, 475 )2005( 354– 358.

[14]  H Shimizu, K Asayama, N Kawai, T Nishide, Jpn. J. Appl. Phys.,

43 )2004( 6992–6993.

[15]   C Zhao, T Witters, B Brijs, H Bender, O Richard, M Caymax, T Heeg, J Schubert, V Afanas’ev, A Stesmans, D G Schlom, Appl.  Phys. Lett., 86 )2005( 132903.

[16]  X Yu, C Zhu, M F Li, A Chin, A Y W D Du Wang, D L Kwong, Appl. Phys. Lett., 85 )2004( 2893–2895.

[17]  Y Yamamoto, K Kita, K Kyuno, A Toriumi, Appl. Phys. Lett, 89

)2006( 032903-3.