Монослои на поверхности «подложки» улучшают характеристики транзисторов из нанотрубок

Исследователи из Stanford University (США) продемонстрировали, что они могут значительно улучшить электронные свойства транзисторов, состоящих из сетей углеродных нанотрубок, при помощи отдельных монослоев химических молекул на поверхности «подложки». Предложенная техника представляет собой новый способ «настройки» свойств интегрированных пленок из нанотрубок и могла бы в конечном итоге привести к созданию более надежных и интересных устройств.

Перенос пленок, состоящих из углеродных нанотрубок, на большинство доступных поверхностей (подложек) из раствора может на практике иметь ряд сложностей. Группа ученых из Stanford University (США) преодолели эту проблему с помощью так называемой «сухой» техники, подразумевающий перенос пленок нанотрубок на поверхность, имеющую различные «самосборные» монослои химических молекул. Такие монослои модифицируют поверхность при помощи функциональных групп, обеспечивающих более тесный контакт с пленкой из нанотрубок. Детальное описание процесса приведено в статье, опубликованной учеными в журнале ACS Nano.

В процессе своих экспериментов команда ученых использовала несколько различных вариантов монослоев, соответственно, с различными конечными «самосборными» функциональными группами. Группы взаимодействуют с пленками из нанотрубок благодаря своей химической структуре, допускающей переход заряда между функциональной группой и нанотрубками. В частности, например, гидрофобные «самосборные» монослои могут значительно улучшить электрические свойства получившегося устройства, благодаря тому, что в процессе производства на поверхности будет присутствовать гораздо меньше воды. Стоит отметить, что вода в данном случае является нежелательным элементом, ведь она создает дефекты в нанотрубках.

Рис. 1.

Для лучшего понимания процессов, за счет которых химия поверхности влияет на электрические свойства транзисторов из нанотрубок, ученые изготовили целую подборку отдельных устройств на различных монослоях. В качестве способа оценки полученных устройств применялось сравнение среднего потока ионов, подвижности зарядов, а также отношения напряжения во «включенном» и «выключенном» состоянии транзистора. Результаты измерений показали, что определенные функциональные группы позволяли существенно повысить подвижность зарядов и величину среднего потока ионов. Более того, были выделены функциональные группы, дающие почти вдвое лучший результат, чем остальные «подопытные».

Метод можно назвать идеальным, потому что углеродные пленки остаются ровными и не получают загрязнений в одноступенчатом процессе переноса на подложку. Кроме того, в результате ученые нашли тонкий инструмент «подстройки». Грубо говоря, оперируя с поверхностной химией диэлектрика-подложки, ученые нашли способ настраивать электронные свойства пленок из нанотрубок. В будущем методика может привести к созданию принципиально новых логических устройств или датчиков.

На следующем шаге ученые уже приступили к экспериментам, демонстрирующим, как различные функциональные группы на поверхности диэлектрика могут повлиять на отклики датчиков, построенных на основе углеродных нанотрубок.

По материалам:

Источник(и):

1.Nanotechweb

2. popnano.ru