Сделай Сам Свою Работу на 5

Ballistic SWNT field-effect transistors with top-gate





Классификация УНТ

Рис. Пояснение к определению хиральности нанотрубки

Для получения нанотрубки монослой графита (графен) надо мысленно разрезать по направлениям пунктирных линий (Рис. ) и свернуть в цилиндр вдоль направления вектора R, указывающего координаты шестиугольника, который в результате сворачивания плоскости должен совпадать с шестиугольником, находящимся в начале координат

Основная классификация нанотрубок проводится по способу сворачивания графеновой плоскости, который задается двумя числами n и m, описывающими разложение вектора R на вектора трансляции графитовой решётки r1 и r2 и определяющими угол ориентации графеновой плоскости относительно оси трубки a.

Два параметра n и m определяют одну из основных характеристик нанотрубки – её хиральность[4], т.е возможность или невозможность совмещения со своим зеркальным изображением.

Индексы хиральности однослойной (single-walled – SWNT) нанотрубки (m, n) однозначным образом определяют её диаметр D:

,

где d0 = 0,142 нм — расстояние между соседними атомами углерода в графеновой плоскости. Связь между индексами хиральности и углом α даётся очевидным соотношением:



По значению параметров (n, m) различают

прямые (ахиральные) нанотрубки:

«кресло» или «зубчатые» (armchair) n=m, α=30о (переходят в (mn), т. е в себя при зеркальном отражении);

зигзагообразные (zigzag) (m0), α=0о или (n,0), α=60о (переходят при зеркальном отражении в (0n) или (0m), т. е в себя с точностью до отражения).

 

а) б) Рис. Структура ахиральных нанотрубок: а) «кресло», б) «зигзаг»

Во всех armchair-нанотрубках с хиральностью (m,m) две из С-С-связей, входящих в состав каждого шестичленного кольца, ориентированы параллельно продольной оси трубки. Нанотрубки с подобной структурой должны обладать чисто металлической проводимостью.

спиральные (хиральные) нанотрубки.

Рис. Структура спиральной УНТ с хиральностью (10,5)

Различие между прямыми и спиральными нанотрубками иллюстрируется на Рис. , показывающем траекторию движения однотипных узлов решетки графена при сворачивании его в трубку.

Ахиральные Хиральные Рис. Различия в способе сворачивания прямых (ахиральных) и спиральных (хиральных) УНТ

Помимо одностенных УНТ существуют и вложенные друг в друга коаксиальные многостенные (multi-walled – MWNT), нанотрубки, отличающиеся значительно более широким разнообразием форм и конфигураций как в продольном, так и в поперечном направлении. Чаще всего встречаются структуры из совокупности коаксиально вложенных друг в друга цилиндрических трубок (типа «русской матрёшки» – russian dolls) или коаксиальных призм, а также структуры, напоминающие скрученный свиток (scroll) (Рис. ). Для всех этих структур характерно значение расстояния между соседними графитовыми слоями, близкое к расстоянию между соседними плоскостями кристаллического графита (0,34 нм).



Рис. . Наиболее характерные поперечные структуры многостенных углеродных нанотрубок (MWNT): а) «Русская матрёшка», б) «шестигранная призма», в) «свиток».  

 

Ленты из пучков SW CNT

 

 

Длина – до 20 см

Диаметры – пучка: 10-30нм; трубок: 1.3-1.7 нм

Дуговой разряд с биметаллическим катализатором Ho/Ni

Jilin Univ. (Китай) и Umea Univ. (Швеция); 2005

 


Первые полевые транзисторы
на углеродных нанотрубках

 

Получение УНТ: лазерная абляция графита с добавкой Co и Ni, ультразвуковая очистка в H2SO4/H2O2, осаждение УНТ из суспензии в дихлорэтане на подложку с нанесенными электродами, выбор нужной с помощью АСМ в бесконтактном режиме.

Основные характеристики: канал р-типа, транспорт носителей не баллистический из-за изгибов и дефектов (m=20 см2/В·с), Ion/Ioff>105, VG, VD до 6 В.

Июль 1998. IBM Research Division, T. J. Watson Research Center, Yorktown Heights, New York

 

 

Получение УНТ: предоставленные одним из первооткрывателей фуллеренов Р. Смоли из Университета Райса в Хьюстоне (США) одностеночные УНТ наносились из суспензии на подложку с платиновыми электродами и отбирались с помощью АСМ; толщина окисла 300 нм, расстояние между истоком и стоком 200 нм.



Основные характеристики: канал р-типа, сопротивление насыщения 106 Ом, т. е. значительно выше кванта сопротивления при баллистическом режиме, Ion/Ioff>106, VG до 6 В, VD до 1,5 В.

 

Май 1998.Department of Applied Physics and DIMES, Delft University of Technology,The Netherlands

 


Intermolecular CMOS

 

IBM, 2001

Intramolecular CMOS

 

 

 

Ballistic SWNT field-effect transistors with top-gate

 

Pd-contacted long (L . 3 mm) and short (L . 300 nm) back-gated SWNT devices formed on the same nanotubes on SiO2/Si. a, An atomic force microscope (AFM) image) of a representative device. CVD synthesis for SWNTs and device fabrication were as described previously6, except that Pd was used to contact nanotubes. The catalyst used here gave a wide range of nanotube diameters (1.2 2 5 nm)25. Ti/Au metal bonding pads were used to connect to the Pd source (S) and drain (D) electrodes. (We note that Pd electrodes tended to be soft and not robust against electrical probing). The devices were annealed in Ar at 225 8C for 10 min after fabrication. The thickness of SiO2 gate dielectric was t ox .= 500 nm, except for the devices in Fig. 4 with t ox . 67 nm. AFM topographic height measurements were used to determine the diameters of SWNTs

 

2003, Department of Chemistry, Stanford University, California, USA

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.