Предложен практический метод исследования контактов нанотрубок и металлов
 Исследователи на фоне криогенной установки. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Углеродная нанотрубка – одна из кристаллических модификаций углерода, о существовании которой мир узнал не более 25 лет назад. Не смотря на столь молодой «возраст» материала, благодаря его необычным свойствам, уже предложены десятки возможных применений нанотрубок, одно из которых – наноэлектроника. Из-за высокой подвижности электрических зарядов, высокой теплопроводности и маленьких размеров, полупроводниковые углеродные нанотрубки – возможная замена кремния в роли каналов в логических устройствах. Однако, существенной проблемой является преодоление барьера, возникающего на границе нанотрубки и металлического проводника, - так называемый барьер Шоттки.
Известно, что чем меньше площадь контакта нанотрубки и металла, тем больше потенциальный барьер, который необходимо преодолевать носителям электрического заряда. Это отражается на свойствах транзисторов, которые могут быть построены на основе нанотрубок. Таким образом, барьер Шоттки является основным препятствием для использования нанотрубок в реальных устройствах.
Не смотря на многочисленные теоретические изыскания в области расчета этого потенциального барьера, практические эксперименты ограничивались единичными устройствами. Зачастую при этом не проводилось прямых измерений, а высота барьера рассчитывалась косвенным путем на основе тока открытого состояния транзистора.
Напрямую измерить влияние барьера Шоттки не так просто. Из-за нанометровых размеров исследуемых систем, обычные методы, применимые к «стандартным» контактам металл-полупроводник, здесь использовать нельзя. Вместо этого исследователям приходится изобретать новые методики. Так, например, группа ученых из University of Gothenburg, Chalmers University of Technology и Seoul National University при финансовой поддержке Swedish Research Council предложила свою методику оценки, основанную на температуро-зависимых измерениях. Предложенный подход позволяет измерить энергию, которой должны обладать носители электрического заряда для преодоления потенциального барьера Шоттки.
В своих исследованиях ученые использовали методику электронной литографии, чтобы создать контакты между палладием и отдельными нанотрубками, а также криогенную станцию, подключенную к приборам, анализирующим состояние полупроводника, для выполнения измерений в широком диапазоне температур.
Полученные результаты показывают, что для использования в транзисторах придется создавать большие нанотрубки, увеличивая, таким образом, площадь контакта и уменьшая потенциальный барьер Шоттки. Кроме того, из-за уменьшения запрещенной зоны в нанотрубках, слишком высоки токи утечки, поэтому для создания высокоэффективного устройства крайне важно найти оптимальную комбинацию размеров нанотрубки и свойств металла, используемого в качестве контактов.
Работа в этом направлении продолжается.
Также по теме:
Источники: