ناوب و پالسی میباشد.
الف) انباشت مستقیم که در این روش انباشت بدون نازکسازی لایهی سدی بوده و آلومینیوم و لایهی سدی برداشته شده، سپس یک لایهی رسانا بر روی حفرههای باز کشیده میشود و انباشت با ولتاژ مستقیم انجام میگیرد.
ب) انباشت تناوبی با نازکسازی لایهی سدی، بطوری که کف حفرهها به فلز آلومینیوم نزدیک میشود، انجام میگیرد، که ولتاژ انباشت متناوب میباشد. زیرا لایهی سدی بعنوان خازن الکترولیتی نشستدار و یکسوکننده عمل میکند.
پ) در انباشت بوسیلهی ولتاژ پالسی، به غیر از دو نیمهی کاتدی و آندی در پتانسیلهای موجی اعمال شده، یک مدت زمان تاخیر هم در نظر گرفته میشود که در این مدت پتانسیل قطع میباشد و یونها بدرون حفرهها نفوذ مینمایند، که در نتیجه ساختار یکنواختتری حاصل میگردد [11].

1-5- هدف از این پایاننامه
در این تحقیق سعی داریم تا با استفاده از روش انباشت الکتروشیمیایی درون قالبهای آلومینای آندیک متخلخل، نانوسیمهای فلزی چند ماده را تولید کنیم. این نانوسیمها شامل نانوسیمهای روی، قلع، نقره و ترکیب روی-نقره هستند که با روشها و شرایط مختلف تهیه میگردند.
در ادامه با اکسید کردن نانوسیمهای فلزی روی و قلع به نانوسیمهای نیمرسانا میرسیم. سپس تصاویر میکروسکوپی SEM و الگوی پراش XRD نانوسیمهای ساخته شده را تهیه و ارائه میکنیم.
همچنین مقاومت الکتریکی قالبهای پر شده را در چند مورد قبل و بعد از اکسید کردن اندازهگیری کرده و ضمن نشان دادن تغییر در مقاومت قبل و بعد از اکسایش، همچنین تایید فرضیهی ساخت مقاومت از نانوسیمها بصورت تجربی و در حالیکه بحثهای نظری آنرا نیز ارائه کردهایم، برای بهینهسازی مقاومت الکتریکی این قطعات جهت کابرد صنعتی تلاش
میکنیم.
همچنین محاسباتی تقریبی جهت یافتن مقدار مقاومت الکتریکی یک تک نانوسیم انجام میدهیم. در ادامه مطالب ارائه شده در فصول مختلف این پایاننامه را شرح میدهیم:
در فصل دوم به توضیح در خصوص نانوتکنولوژی، روشهای ساخت، نانومواد و نانوساختارها و روشهای شناسایی این مواد و توضیحی در رابطه با نانوسیمها به طور اختصاصی پرداختهایم.
در فصل سوم خواص رسانشی مواد به خصوص نیمرساناها در مقیاس ماکروسکوپی و مقیاسهای خیلی ریز را ارائه میکنیم.
در فصل چهارم به تشریح مراحل ساخت قالبهای آلومینای آندیک متخلخل، ویژگیهای ساختاری و فرایندهای آمادهسازی جهت انباشت درون این قالبها پرداختهایم.
در فصل پنجم توضیحی بر بعضی روشهای رشد غیرلیتوگرافی نانومواد داده و اصول و روشهای انباشت الکتروشیمیایی درون قالبهای آلومینای آندیک متخلخل را بررسی کردهایم.
در فصل ششم روشهای کار ما در آزمایشگاه لایهنشانی بخش فیزیک دانشگاه شیراز جهت تهیهی قالبهای آلومینای آندیک متخلخل، پرکردن آنها، مقاومتسنجی و روشهای آمادهسازی جهت شناسایی مواد و تهیهی تصاویر میکروسکوپی و محاسبات تقریبی مقاومت الکتریکی نانوسیم آورده شده است.
در فصل هفتم نیز به بررسی نتایج حاصل از کار پرداختهایم.

فصل دوم

نانوفناوری

2-1- مقدمه
اصطلاح نانوتکنولوژی یا نانوفناوری بطور گسترده برای توصیف ویژگیها و کاربردهای مواد در بازهی 1 تا nm100 گفته میشود. مواد نانوساختار بعنوان ساختارهای کوچک با شکل، اندازه، ترکیب، حالت و کارکرد کنترلپذیر شناخته میشوند. از جمله این مواد شامل نانوذرات، نانولولهها، نانوسیمها، نانوفیلمها و نقاط کوانتمی هستند.
مثالی از بخشها یا صنایعی که تولیدات نانو استفاده میکنند شامل پوستههای سرامیک، لایهنشانیها، ترکیبات، محصولات محافظ پوست، بیوتکنولوژی، نیمههادیها و فیلمهای نازک هستند [12].
اساساً دو روش متفاوت برای ساختن ابزار یا ماشینهای خیلی کوچک وجود دارد. روش اول مسیر ” بالا به پایین ” که نسبتاً دقیق بوده و عبارتست از بریدن یک تکه از ماده و کوچک کردن آن، سپس آسیاب کردن به ابعادی که می خواهیم. حدود اندازهی کوچکترین شکلهایی که میتوان ساخت بستگی به ابزارهایی دارد که به کار میروند [13].
روش دوم ساخت مواد با ابعاد نانوذرات، روش ” پایین به بالا” نامیده میشود، که در طی این روش ساخت، اتمها و مولکولها به طور خیلی دقیق کنار هم قرار میگیرند و هر جا که نیاز باشد، یک مجموعهی خودانباشته و یا خودآرایش یافتهای را پدید میآورد. در اینجا واحدهای ساختمانی مولکولی یا اتمی طوری طراحی میشوند که به خوبی در کنار هم جای گیرند و بهم بچسبند تا اشیای بزرگتری را بسازند [14].
روشهای پایین به بالا مواد را در مقیاس اتمی بصورت مجتمعسازی یا رشد از طریق پیش مادهی جامد، مایع یا گاز با فرایندهای شیمیایی یا فیزیکی گردهم میآورد. در جدول (2-1) اکثر روشهای بکار رفته در تولید نانومواد خلاصه شده است.
صنعت بالا به پایین دیدگاهی بسیار رایج است که امروزه برای تولید نانومواد استفاده
میشود. باور عمومی بر این است که این تکنیکها خیلی بیصرفهتر از تکنیکهای پایین به بالا هستند. اکثراً پیشنهاد میشود که روشهای پایین به بالا ابزار نهایی برای تولید طولانی مدت باشند.
جدول (2-1) روشهای رایج تولید نانومواد

نانومواد طیف گستردهای از کاربردها را در بر میگیرد، که شامل پودرها، پوششها
(روکشها)، مدارهای مجتمع (Ics)، کاتالیزورها و مواد آنتیباکتریال هستند.

2-2- دستهبندی نانوساختارها
نانوساختارها بطور کلی از لحاظ ابعادی به دستهبندیهای زیر تقسیم میشوند:

2-2-1- فراوردههای نانوی دو بعدی
فراوردههایی با ویژگیهای مقیاس نانو در یک بعد شامل فیلم نازک، روکشها (جهت جلوگیری از خوردگی) و دیوارههای کوانتمی از فیلمهای نیمههادی، فلز و دیالکتریک، فراوردههای دو بعدی نامیده میشوند. این فراوردهها مشتمل بر اجزای مختلف وسایل الکتریکی و اپتیکی (شامل کامپیوتر، موبایل، لیزر، دیودهای نورگسیل و صفحات خورشیدی) و روکشهای نازک نیمههادی، فلزی و دیالکتریک هستند. اکثر این تولیدات ترکیبی از نیمههادیهایی از قبیل سیلیکون، کربن، اکسید سیلیکون بعنوان عایق و آلومینیوم و مس بعنوان اتصال میان فلزی میباشند. بعضی ترکیبات دیگر نیز در اپتیک و فوتونیک کاربرد دارند.
ابعاد چنین وسایلی معمولاً با گذشت زمان پیروی مسیر قانون مور کاهش مییابد. قانون مور تعیین میکند که تعداد اجزا در تراشههای الکتریکی هر 24 ماه دو برابر میشود [15].
کوچکترین ابعاد در فراوردههای نانوی یک بعدی به کوچکی nm5/1 رسیده است. انگیزهی کاهش بیشتر اندازه، افزایش چگالی اجزا، کاهش قیمت و افزایش کارایی میباشد [4].
بهسازی میتواند به سه شکل زیر اتفاق بیفتد:
– افزایش چگالی اجزا (تعداد ترانزیستر بر مساحت سطح)
– مجتمع سازی نانوساختارهای جدید مانند نانولولههای کربن (CNTs) و نانوسیمها
– ترکیب مواد جدید مانند استفاده از HfO2 بیشکل برای جایگزینی SiO2 در ترانزیسترها [16].
2-2-2- فراوردههای نانوی یک بعدی
فراوردههای با ویژگیهای مقیاس نانو در دو بعد که شامل مواد نانوساختار از قبیل نانولولههای یک دیواره یا چند دیواره، نانوسیمها و نانومیلهها هستند، فراوردههای یک بعدی نامیده میشوند، که نانوسیمها خود انواع مختلفی شامل رسانا و نیمرسانا داشته و کاربردهای زیادی در صنعت پیدا نموندهاند.

2-2-3- فراوردههای نانوی صفر بعدی
فراوردههایی با ویژگیهای مقیاس نانو در سه بعد شامل نقاط کوانتمی، مانند فولرینها6، پلیمرهای پرشاخه7 و نانوذرات را فراوردههای سه بعدی گویند.

2-3- تجهیزات شناسایی نانومواد
برای شناسایی نانومواد و بررسی خواص ساختاری آنها از دستگاههای مختلفی از جمله میکروسکوپهای الکترونی، پراش پرتوی ایکس (XRD)، طیفسنجی جرمی رامان و کروماتوگرافی استفاده میشود.
میکروسکوپ الکترونی جهت شناخت خواص و ساختار نانومواد، یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین دستگاه‌هایی است که مورد استفاده قرار می‌گیرد. با میکروسکوپهای نوری تنها تا اندازهی میکرون را مشاهده میکنند و برای بررسی و مطالعهی نانوساختارها میتوان از میکروسکوپهایی مانند TEM8،SEM9 ، STM10 ،SPM11 ،AFM12 استفاده کرد.
2-3-1- میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM)
این میکروسکوپ اندازه و شکل ذرات را با دقت حدود چند دهم نانومتر به دست می‌دهد، که به نوع ماده و دستگاه مورد استفاده بستگی دارد. امروزه در بررسی خواص مواد نانوساختاری از میکروسکوپ الکترونی عبوری با وضوح بالا13 استفاده می‌شود.
برخورد الکترون با ماده همراه با اتفاقات مختلفی می‌باشد، که از مهم‌ترین آنها می‌توان به برخورد و تولید الکترون ثانویهی پس‌پراکندگی و پیش‌پراکندگی تولید اشعه X و الکترون اوژه اشاره کرد، ک