Монослои на поверхности «подложки» улучшают характеристики транзисторов из нанотрубок
 Схематичное изображение процесса производства транзистора на основе пленки из углеродных нанотрубок. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
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.
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.
Также по теме:
- Чистые нанотрубки – путь к фундаментальным открытиям и квантовым вычислениям
- Металлические нанотрубки убивают бактерий
Источники: