Studies of Nanoconstrictions, Nanowires and Fe₃O₄ Thin Films: Electrical Conduction and Magnetic Properties. Fabrication by Focused Electron/Ion Beam

این کار شامل یک مطالعه دقیق از خواص الکتریکی و مغناطیسی در مواد نانومتری با طیف وسیعی از مقیاس‌ها است: نانو انقباضات در اندازه اتمی، میکرو و نانوسیم‌ها و لایه‌های نازک. در ابتدا، یک روش جدید برای ساخت انقباضات به اندازه اتمی در فلزات ارائه شده است. در حالی که فرآیند اچینگ پرتو یون متمرکز در حال انجام است، بر اندازه گیری هدایت دستگاه تکیه دارد. ثانیاً، سیم‌هایی را که توسط یک تکنیک نانولیتوگرافی بسیار امیدوارکننده ایجاد شده‌اند توصیف می‌کند: رسوب‌گذاری القا شده با پرتو الکترون/یون متمرکز. سه پیش ساز گاز مختلف استفاده شد: (CH3)3Pt (CpCH3)، W (CO)6 و Co2 (CO)8. این پایان نامه نتایج به دست آمده را برای پدیده های فیزیکی مختلف گزارش می دهد: به ترتیب خواص انتقال فلز-عایق، ابررسانا و خواص مغناطیسی. در نهایت، خواص انتقال مغناطیسی دقیق در لایه‌های نازک Fe3O4 همپایه رشد کرده روی MgO (001) ارائه شده‌است. به طور کلی، رویکردهای جدید توسعه یافته در این پایان نامه پتانسیل زیادی برای پشتیبانی از فناوری های جدید دارند.

This work constitutes a detailed study of electrical and magnetic properties in nanometric materials with a range of scales: atomic-sized nanoconstrictions, micro- and nanowires and thin films. Firstly, a novel method of fabricating atomic-sized constrictions in metals is presented; it relies on measuring the conduction of the device while a focused-ion-beam etching process is in progress. Secondly, it describes wires created by a very promising nanolithography technique: Focused electron/ion-beam-induced deposition. Three different gas precursors were used: (CH₃)₃Pt(CpCH₃), W(CO)₆ and Co₂(CO)₈. The thesis reports the results obtained for various physical phenomena: the metal-insulator transition, superconducting and magnetic properties, respectively. Finally, the detailed magnetotransport properties in epitaxial Fe₃O₄ thin films grown on MgO (001) are presented. Overall, the new approaches developed in this thesis have great potential for supporting novel technologies.