Углеродные нанотрубки позволяют повысить скорость работы транзисторов

Схематическое изображение использованного в работе тонкопленочного транзистора на подложке из кремния. (кликните картинку для увеличения)

Схематическое изображение использованного в работе тонкопленочного транзистора на подложке из кремния. (кликните картинку для увеличения)

18.11.2014 (16:18)
Просмотров: 1397
Рейтинг: 0.00
Голосов: 0

Теги:
нанотрубка, транзистор,
Технология >> Нанотехнология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Технологии производства органических тонкопленочных транзисторов вызывают огромные интерес, особенно в ракурсе создания гибких электронных устройств, которые могут взаимодействовать с биологическими системами. Однако не высокий коэффициент инжекции носителей до сих пор был ключевым ограничением производительности подобных устройств. В своей последней работе ученым из Канады удалось существенно повысить производительность при помощи использования для органических тонкопленочных транзисторов с различной морфологией и структурой электродов на основе одностенных углеродных нанотрубок.

Углеродные нанотрубки до сих пор активно исследовались в роли основного элемента углеродной электроники. Но в своей последней работе ученые из Ecole Polytechnique de Montreal, Richard Martel 's Group в Université de Montreal, а также Institute of Materials for Electronics and Magnetism (Канада) заинтересовались явлениями, которые можно было бы наблюдать, используя в электронных устройствах электроды из одностенных углеродных нанотрубок. В рамках своих экспериментов они создали электроды для тонкопленочных транзисторов на поверхности кремния, покрытого слоем диэлектрика SiO2 толщиной около 100 – 200 нм. Далее при помощи сверхзвукового молекулярного осаждения, позволяющего формировать покрытия в широком диапазоне температур, они добавили в структуру органический полупроводник фталоцианин титанила. Это не лучший органический полупроводник, который можно использовать для производства полевых транзисторов, но при определенной обработке он позволяет получить довольно высокую мобильность зарядов.

В рамках своей работы исследователи смогли изучить воздействие морфологии и структуры различных органических полупроводников на подвижность зарядов при помощи манипулирования температурой подложки в диапазоне от комнатной (приводящей при осаждении к аморфной фазе фталоцианина титанила) до 230 градусов Цельсия (позволяющей получить преимущественно триклинную кристаллическую фазу этого органического полупроводника). Исследователи обнаружили, что использование углеродных нанотрубок позволяет повысить подвижность носителей заряда в транзисторах на один и более порядков по сравнению с устройствами на золотых электродах. Более того, по их данным, применение массивов однослойных углеродных нанотрубок в качестве электродов позволяет повысить эффективность инжекции во всех видах органических материалов независимо от параметров и структуры (причем, речь идет как о положительных, так и об отрицательных носителях заряда). Подобное поведение связано с тем, что углеродные нанотрубки являются одномерными объектами, и напряженность электрического поля на конце такой трубки может быть очень высока. Эта особенность и обеспечивает эффективную инжекцию зарядов в органические материалы.

Важным преимуществом углеродных нанотрубок по сравнению с другими электродными системами является их невысокая стоимость производства. В ближайшее время они могут оказаться значительно дешевле, чем электроды из благородных металлов, например, золота или платины. Также углеродные нанотрубки совместимы с различными универсальными методиками обработки и могут быть соединены с другими органическими материалами.

Подробные результаты работы опубликованы в журнале Nanotechnology.

В ближайшем будущем ученые планируют изучить транзисторы с иной геометрией, а также продемонстрировать влияние электродов из углеродных нанотрубок на материалы, известные своей высокой подвижностью зарядов (выращивая монокристаллы непосредственно на устройстве).

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное


Rambler's Top100