Успех в использовании углеродных нанотрубок (УНТ) как элементов будущих наноэлектронных устройств зависит от решения задачи монтажа из них электронных схем. Традиционный способ, основанный на последовательном присоединении нанотрубок друг к другу, весьма трудоемок и имеет низкую надежность соединения. Значительно более привлекательным представляется подход, основанный на выращивании разветвленных нанотрубок, которые могут рассматриваться как готовые блоки для сборки более крупных схем. Подобный подход продемонстрирован недавно в работе [1], выполненной в Univ. California, San Diego (США). Нанотрубки выращивали методом химического осаждения паров в плазме разряда постоянного тока с использованием частиц никеля в качестве катализатора.
Рис.1. Схема синтеза нанотрубок
Последовательность операций, приводящих к формированию разветвленных УНТ, показана на рисунке. На первом этапе (а) пленку никелевого катализатора толщиной 5–10 нм напыляли на кремниевую подложку. В результате нагрева до 700о С в атмосфере водорода пленка металла преобразуется в частицы размером 30–60 нм (b), равномерно покрывающие поверхность подложки с поверхностной плотностью примерно 2х109 см-2. Эти частицы служат катализаторами роста нанотрубок в разряде в смеси NH3 и ацетилена (С2Н2) в отношении 5:1 при общем давлении 3Тор (с). Нанотрубки диаметром в несколько десятков нм растут параллельно друг другу под некоторым, довольно значительным углом к поверхности подложки. В результате ионной бомбардировки частицы катализатора распыляются с поверхности подложки, покрывая поверхность нанотрубок (d). Это способствует ветвлению нанотрубок, от поверхности которых отрастают новые зародыши диаметром 5–10 нм (е). В результате изменения направления электрического поля меняется и направление роста нанотрубок. Плотность зародышей на поверхности нанотрубок зависит от параметров процесса.
