ИСТИНА

Разнообразные электронные свойства углеродных наноматериалов открывают возможности для разработки на их основе различных микроэлектронных и оптоэлектронных устройств. Например, в работе [1] была продемонстрирована возможность создания полностью углеродных гетеропереходов и гетероструктур на основе тонких слоев аморфного углерода с различным содержанием sp3 и sp2 связей. В то же время, в последние годы растет интерес к разработке гетероструктур, сформированных на окончания острия, и исследования в них явлений автоэлектронной и фотоэлектронной эмиссии [2, 3]. Ранее, в работе [4] была продемонстрирована возможность формирования полностью углеродной гетероструктуры на окончании алмазного иглоподобного кристаллита (микроиглы) в процессе автоэлектронной эмиссии. Было показано, что за счет структурной модификации микроиглы под действием высокого электрического поля и высокой температуры на окончании эмиттера формируется протяженный наноразмерный выступ, отделенный от тела эмиттера туннельным барьером. В результате формируется двухбарьерная система (гетероструктура), в которой наблюдается эффект кулоновской блокады, проявляющийся в волнообразном (или “ступенчатом”) виде вольтамперной характеристики эмиттера. Механизм образования таких гетероструктур ранее не был подробно изучен. В настоящей работе представлены результаты систематического исследования процесса формирования таких гетероструктур в ходе экспериментов по автоэлектронной эмиссии из алмазных микроигл, а также проводится сопоставление результатов таких экспериментов с результатами структурных исследований, проведенных с помощью просвечивающей электронной микроскопии. На основе полученных данных предложена модель гетероструктурированного эмиттера, и проведено моделирование распределения электрического поля в системе, которое показало хорошее соответствие между рассчитанными и наблюдаемыми параметрами вольтамперных характеристик.