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dc.contributor.authorMurcia Hernández, Rocío 
dc.date.accessioned2008-04-21T10:55:00Z
dc.date.available2008-04-21T10:55:00Z
dc.date.issued2007-04-21T10:55:00Z
dc.description.abstract[SPA]En este trabajo han sido fabricados nanoelectrodos usando un nuevo concepto de fabricación consiguiendo de esta manera electrodos con una separación de aproximadamente unos 20 nm. Estos nanoelectrodos han sido utilizados para realizar medidas eléctricas de conductancia. Los dispositivos se han fabricados usando obleas de material Silicon On Insulator, esta obleas están formadas por una capa superior de Silicio con 5 μm de espesor (resistividad de 1–10 Ω cm) la cual está separada de un capa inferior de 400 μm de silicio a través de una capa de dióxido de Silicio de 20 nm de anchura. En todos los pasos de preparación de las muestras solamente se han utilizado procesos estándar de microprocesamiento de Silicio. Después de cortar oblea en fragmentos de 9 × 9 mm2 de área, estructuras plateau‐like mesa han sido formadas través de litografía óptica convencional y dos pasos consecutivos de reactive ion etching (RIE). En el siguiente paso, la capa de óxido de silicio sufre una corrosión selectiva gracias a un baño en acido hidrofluorico (HF) con una concentración del 5%. Gracias a la alta selectividad del HF a la hora de corroer el óxido de silicio frente al silicio ,se crea un gap cuyo tamaño viene dado aproximadamente por la anchura de la capa de óxido de silicio. Un paso adicional de RIE etching se aplica después del etching húmedo para suavizar la superficie de las paredes de Silicio y a continuación a través de una evaporación tipo e‐beam se depositan contactos metálicos (Ti/Au), tanto en la parte superior como inferior de nuestra estructura. Estos contactos metálicos servirán como punto de conexión a la hora de cablear nuestra muestra a un determinado chip. Finalmente el auténtico nanoelectrodo se fabrica a través de una deposición de una capa muy fina metálica de apenas unos pocos nanómetros, también mediante evaporación e‐beam angular de 45◦.Las obleas de SOI han sido seleccionadas por sus características las cuales son muy apropiadas para en un futuro ser utilizadas en aplicaciones biológicas. La principal ventaja que este tipo de obleas presenta es que la geometría del nanogap viene predefinida por la capa de óxido de silicio. Otras de las principales ventajas es que podemos aplicar la tecnología estándar de microprocesamiento del silicio durante todo el proceso de fabricación del nanogap. Para la investigación de los nanodispositivos fabricados, se colocan diversas moléculas a través de un proceso de self‐ assembly monolayer (SAM). La manera de puentear nuestro nanogap está basada en el posicionamiento de nanocoloides de oro, una vez la capa de moléculas cubre nuestro nanogap. A través de fuerza dielectroforética se consigue el posicionamiento exacto de nanoparticulas de oro de distintos diámetros en una zona específica, siendo este unos de los grandes retos dentro de la nanotecnología. En el método utilizado en este trabajo, una corriente alterna se aplica para de esta forma crear un gradiente del campo eléctrico que atrae a las nanoparticulas entre los dos electrodos, cuando las fuerzas dielectroforéticas superan las fuerzas térmicas y electrostáticas al aplicar los parámetros adecuados para el trapping, se da lugar el posicionamiento de las nanopartículas de oro. A lo largo de este proyecto, se ha llevado a cabo también un estudio detallado de los parámetros de trapping. Después de lograr crear un sistema de dos uniones (Au/Molécula/Au/Molécula/Au), diversas medidas de transporte eléctrico se han realizado en los dispositivos.Gracias a un estudio minuciosos de las características de corriente voltaje efectos tales como Coulomb blockade y Coulomb blockade staircase son estudiados en profundidad.[ENG]In this thesis nanogap electrodes are fabricated using a novel concept for metal electrodes with about 20 nm separation for electrical conductance measurements. The devices were fabricated from custom‐made four inch diameter Silicon On Insulator (SOI) wafers comprising a 5 μm thick top silicon layer (resistivity 1–10 Ω cm) which is separated from the 400 μm bulk silicon handle wafer by a thin buried silicon dioxide layer of 20 nm width. All preparation steps involve only standard silicon or SOI microelectronics process technology. After cutting the wafer into 9 × 9 mm2 sample pieces, plateau‐like mesa structures are formed by conventional optical lithography and two subsequent reactive ion etching (RIE) steps. In the next step, the accessible buried oxide is selectively recess‐etched in 5% hydrofluoric (HF) acid solution. Due to the extremely high selectivity of HF in etching silicon oxide versus silicon, a gap having near the size given by the buried oxide layer thickness is formed. An additional, third RIE etching step was applied following the wet etching to smoothen the exposed Si sidewalls. Afterwards, contact pads (Ti /Au) are deposited by e‐beam evaporation on top of the plateau structures, as well as down in the etched plane close to the plateau, as pads for wire bonding. Finally, the actual nanogap electrodes are formed by a thin film deposition step, with typical metal thickness of a few nanometres. The thin film is evaporated from a 45◦ angle in order to cover simultaneously both the plateau top surface and the nanogap side on the plateau wall.SOI wafers have been selected because of their suitable properties for further biological applications. The main advantage that SOI wafers present is that the nanogap geometry is predefined by the Buried Oxide (BOX) layer. Another clear advantage is also that we can apply the Standard Silicon Technology (SST) for the whole nanogap processing. During fabrication only SST without any high‐resolution nanolithography techniques is employed and the vertical concept allows an array‐like parallel processing of many individual devices on the same substrate chip. As analyzed by cross‐sectional Transmission Electron Microscope (TEM) analysis the devices exhibit well‐defined material layer architecture, determined by the chosen material thicknesses and process parameters. To investigate the fabricated nanodevices molecules are placed on the nanoelectrodes by means of a self‐ assembly monolayer (SAM) process, and for bridging the 26 nm nanogap width, we place gold nanoparticles of different sizes in diameter, using a positive AC dielectrophoresis force. The directed assembly of nanoparticles and nanoscale materials onto specific locations of a surface is one of the major challenges in nanotechnology. In the method applied in this thesis an alternating current is used to create a gradient of electrical field that attracts particles in between the two leads used to create the potential. Gold nanoparticle assembly is achieved when dielectrophoretic forces exceed thermal and electrostatic forces and therefore the suitable parameters for this assembly have to be found. Through the development of this thesis a thorough study of trapping experiments is carried out. After the achievement of a two‐junction system (Au/Molecule/Au/Molecule/Au) transport measurements are carried out in the devices. A thoroughly study of I‐V characteristics is also developed in the thesis and by means of the result analysis, effects such as Coulomb blockade and variation of the Coulomb blockade staircase are studied.
dc.formatapplication/pdfen
dc.language.isospaes
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/*
dc.titleCaracterización eléctrica de partículas coloidales de oro sobre nanoelectrodoses
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesises
dc.subject.otherElectrónicaes_ES
dc.contributor.advisorMartínez Viviente, Félix Lorenzo 
dc.subjectNanotecnologíaes
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10317/169
dc.description.centroEscueal Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicaciónes
dc.rights.accessRightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess


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