sequenced and integrated appropriately into its plan for ongoing systematic curricular review.
S N.I U The program, throughout the curriculum and in all pathways, uses and integrates teaching and learning methods
En esta tesis se han fabricado fotoconductores en nanohilos individuales de ZnO y ZnCdO crecidos verticalmente sobre sustrato de zaro plano a por la técnica de RPE-MOCVD [34]. Estas estructuras tienen un diámetro que oscila entre 100 y 200 nm con una longitud que varía de 2 a 5µm según la posición del sustrato en el
reactor. Debido a esa gran densidad y a que están crecidos en un sustrato aislante, es muy difícil poder contactar los nanohilos individualmente. Por esta razón se desarrollaron una serie de pasos que describiremos en detalle a continuación para contactar los nanohilos individualmente.
3.4.1.1. Denición de la matriz de contactos sobre sustrato de SiO2 /Si
La primera parte del procesado de estos fotoconductores se ha enfocado en el desarrollo de una matriz de contactos ordenados sobre un sustrato aislante de SiO2/Si donde poder depositar los nanohilos para una posterior localización y con-
tacto individual. Para ello se ha utilizado el equipo de nanolitografía por haz de electrones Crestec CABL-9500C con el que es posible denir líneas de hasta 10 nm de anchura. Este equipo utiliza un haz de electrones con un diámetro de hasta 2 nm para denir motivos sobre resinas sensibles a los electrones. En nuestro caso se ha utilizado una resina comercial compuesta por polimetilmetacrilato, también conocida por sus siglas PMMA, recocida a 160oC durante 2 minutos. En el sustrato
aislante se han denido una serie de micro contactos (250x250µm2) ordenados por
las y columnas con marcas de alineamiento. Estos contactos denidos por litografía de haz de electrones y posteriormente metalizados con Ti y Au, servirán de contac- tos sobre los que situar las puntas en las medidas eléctricas. Entre esos contactos se han dejado espacios de 50 µm donde van a estar dispersados los nanohilos a con-
tactar. Comentar que gracias a este diseño se podrían llegar a contactar un total de 84 nanohilos con una sola litografía. Sin embargo, debido a las dimensiones de las nanoestructuras se lograban contactar entre 30 a 40 nanohilos en cada procesado. 72
3.4. Procesado de dispositivos
Figura 3.5: Imagen de la matriz de contactos micrométricos sobre el que se deposi- taron los nanohilos.
En la gura 3.5 se observa el sustrato nanolitograado donde se pueden distinguir los microcontactos y las diferentes marcas de alineamiento.
3.4.1.2. Transferencia de nanohilos al sustrato SiO2 /Si
Para poder separar los nanohilos del sustrato de crecimiento y transferirlos al sustrato donde poder contactarlos individualmente se sumergió la muestra en isopropanol y se expuso a ultrasonidos durante 5 minutos. Por medio de los ultra- sonidos se generan ondas de presión en el líquido dando lugar a pequeñas burbujas que descienden hacia la base del nanohilo, debido a la diferencia de presión, donde eclosionan. A este fenómeno se le conoce con el nombre de cavitación. Al eclosio- nar las burbujas se liberan ondas de presión que chocan con la base del nanohilo cortándolo por su parte más baja [139].
Una vez se ha expuesto la muestra a ultrasonidos se tiene una disolución de isopropanol con nanohilos en suspensión. Con la ayuda de una pipeta se depositan gotas de la disolución en los sustratos de SiO2/Si previamente litograados con
marcas de alineamiento. Con el objetivo de agilizar el proceso de evaporación del isopropanol se situó el sustrato en un calefactor a 80oC. Seguidamente se comprobó
en el microscopio óptico la densidad de nanohilos depositados. Si esta no fuese su- ciente se repetía el proceso las veces que fuese necesario hasta obtener un densidad suciente. En la gura 5.13 se representa esquemáticamente los diferentes pasos de la transferencia de nanohilos al sustrato aislante. En la imagen SEM de la gura
3. Técnicas experimentales
Figura 3.6: Esquema de los pasos necesarios para depositar horizontalmente los nanohilos en un sustrato aislante.
3.7 se puede observar la dispersión de nanohilos que se consigue tras depositar la disolución de nanohilos en el sustrato aislante.
3.4.1.3. Nanolitografía de los contactos en nanohilos individuales Por medio de la nanolitografía de haz de electrones se denieron los contactos sobre cada nanohilo. Para ello se localizaron los más largos y completos. Posterior- mente se diseñaron los nanocontactos que unen el nanohilo con los microcontactos denidos previamente en el sustrato aislante. Se utilizó nuevamente la resina PM- MA la cual fue calentada a una temperatura de 160 oC durante 2 min. Tras el
proceso de litografía se realizó el revelado y se terminó sumergiendo la muestra en agua desionizada para frenar la reacción. El proceso de contacto es con diferencia el más delicado, ya que cualquier error en el alineamiento de la muestra, espineado de la resina o en el revelado, puede hacer que no se contacte correctamente el nanohilo.
3.4.1.4. Metalización
Una vez comprobado que las litografías realizadas unen cada uno de los extre- mos del nanohilo con uno de los microcontactos del sustrato de SiO2/Si, se realiza
3.4. Procesado de dispositivos
Figura 3.7: Imagen tomada con el microscopio electrónico de barrido de los nanohilos recién dispersados en el sustrato de SiO2/Si.
la metalización de los contactos. En la evaporadora se depositaron 10 nm de Ti seguidos de 80 nm de Au. Seguidamente se realizó el lift-o utilizando acetona e isopropanol para eliminar el metal y la resina sobrantes. En la gura 3.8 podemos observar un nanohilo individual contactado.
3.4.1.5. Recocido térmico
Con el objetivo de conseguir un comportamiento óhmico de los contactos se realizó un recocido térmico en ambiente de N2 a 550 oC durante 1 minuto. Como
podemos ver claramente en la gura 3.9, tras el recocido se ha conseguido una mejora notable en la conductividad del dispositivo. A partir de este último paso ya tendríamos el dispositivo listo para caracterizar. En el capítulo 4 se explicarán en detalle todas las medidas realizadas en estos dispositivos así como los efectos de adsorción de gases en estas estructuras.