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SANTA： self-aligned nanotrench ablation via Joule heating for probing sub-20 nm devices

Nano Research 2016年第10期9卷 2950-2959页

作者： Feng Xiong Sanchit Deshmukh Sungduk Hong Yuan Dai Ashkan Behnam Feifei Lian Eric Pop Department of Electrical Engineering Stanford University Stanford CA 94305 USA Department of Electrical and Computer Engineering University of Illinois at Urbana-Champaign Urbana IL 6180 I USA

Manipulating materials at the nanometer scale is challenging, particularly if alignment with nanoscale electrodes is desired. Here, we describe a lithography-free, self-aligned nanotrench ablation （SANTA） technique to create nanoscale ＂trenches＂ in a polymer like poly（methyl methacrylate）（PMMA）. The nanotrenches are self-aligned with carbon nanotube （CNT） or graphene ribbon electrodes through a simple Joule heating process. Using simulations and experiments we investigated how the Joule power, ambient temperature, PMMA thickness, and substrate properties affect the spatial resolution of this technique. We achieved sub-20 nm nanotrenches, for the first time, by lowering the ambient temperature and reducing the PMMA thickness. We also demonstrated a functioning nanoscale resistive memory （RRAM） bit self- aligned with a CNT control device, achieved through the SANTA approach. This technique provides an elegant and inexpensive method to probe nanoscale devices using self-aligned electrodes, without the use of conventional alignment or lithography steps.

关键词： nanolithography carbon nanotubes graphene finite element self-aligned fabrication nanoscale thermal transport

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