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研究生:林薇甄
研究生(外文):Lin, Wei-Chen
論文名稱:不具閘極效應的三電極辛烷硫醇與聯苯-4,4’-二硫醇分子元件
論文名稱(外文):Failure to Observe Gate Effect of Three-terminal Octanethiol and 4,4´-biphenyldithiol Molecular Devices
指導教授:周亞謙
指導教授(外文):Chou, Y.C.
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:物理系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:52
中文關鍵詞:辛烷硫醇聯苯-44’-二硫醇分子元件
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一般半導體元件是屬於「由上而下」的製程,利用許多微影和蝕刻技術,來做出特殊的圖案結構,儘管技術日新月異,圖形也變得愈來愈精細,但如何在不影響元件效能的情況下,將其尺寸縮小,這是長久以來一直面臨的挑戰;在分子電子學領域中,則是利用「由下而上」的製程方式,搭配使用半導體製程技術,將分子由下而上成長,可以形成僅約幾個奈米尺寸(<3nm)的通道,有機會突破摩爾定律(Moore’s Law)。

本實驗使用辛烷硫醇和聯苯-4,4´-二硫醇分子作為三電極分子元件源極和汲極之間的通道,在製程上去除因氫氧化鉀蝕刻矽所殘餘的鉀離子後,長久存在的漏電問題獲得很大的改善;此外,將良好的元件做電性分析,兩種分子皆沒有觀察到預期的閘極效應現象。
摘要………………………………………………………………………I
目錄 ……………………………………………………………………II
圖片索引………………………………………………………………IV
表格索引………………………………………………………………V

第一章:分子電子學概觀
1-1 分子整流器的發展………………………………………………1
1-2 自組裝單層膜 SAMs……………………………………………2
1-3 分子導電機制……………………………………………………4
1-4 原子軌域和分子軌域的介紹……………………………………5
1-5 Metal-Insulator-Metal 系統的傳導機制………………………9
1-6 Tunneling 的模型………………………………………………11

第二章:積體電路製程原理
2-1 微影技術…………………………………………………………13
2-2 電子束微影………………………………………………………14
2-3 蝕刻………………………………………………………………16
2-4 RCA 清洗………………………………………………………19
2-5 熱氧化……………………………………………………………20
2-6 金屬化製程………………………………………………………21


第三章:分子電晶體元件製作
3-1 製作流程…………………………………………………………23
3-2 判斷元件好壞……………………………………………………32

第四章:量測結果與分析
4-1 Octanethiol 分子的電性分析……………………………………38
4-2 4,4´-biphenyldithiol 分子的電性分析……………………………44
4-3 比較分析…………………………………………………………49

第五章:結論…………………………………………………………51

參考文獻………………………………………………………………52
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277–283.
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(2003) 117-125
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[11] 劉春福, “應用薄膜橋製作奈米尺寸電晶體及其相關研究” ,國立清華
大學物理研究所碩士論文, 2004.
[12] 曹永祥, “三電極單層自組辛烷硫醇分子的電流與電壓特性”,國立清
華大學物理研究所碩士論文, 2006.
[13] 楊松鑫, “烷烴硫醇自組裝分子元件之電性分析”,國立清華大學物理
研究所碩士論文, 2008.
[14] 楊文斌, “自組辛烷硫醇分子元件的場效應探討”,國立清華大學物理
研究所碩士論文, 2010.
[15] Lee, et al.;”Absence of Strong Gate Effects in
Electrical Measurements on Phenylene-Based Conjugated
Molecules”, Nano Letters 3, 113 (2003). 2.

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