奈米碳管與金屬接面─敏感問題
- 上線日期：2009/6/30 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
半導體性奈米碳管因為具備極高的載子遷移率(mobility)、良好導熱性、與高介電係數材料(high-k dielectrics)，再加上尺寸微小，因此過去被認為有潛力取代矽做為邏輯電晶體中的傳輸通道材料。 奈米碳管電晶體元件表現的有如蕭基能障元件(Schottky barrier device)一般， 碳管與金屬表面的接面特性變的極為重要。
隨著奈米碳管的直徑變小，載子由金屬接觸端注入碳管的位能障將增加。這個現象造成奈米碳管電晶體元件的特性變動相當大，成為碳管電子元件邁向大型積體電路的一個瓶頸。儘管已經有很多關於碳管-金屬介面之蕭基能障的預測和理論計算，實驗上的研究仍限於單一元件，或是僅能由元件的開電流(On state current)來間接推估。此外，一般測材金屬-半導體量塊接面的方法不適用於奈米級元件，因此研究人員是透過與溫度相關的電性測量來估算載子通過蕭基能障所需要的活化能(activation energy) 。
瑞典哥德堡大學(University of Gothenburg)的科學家最近利用電子束微影技術(electron beam lithography)製作出鈀金屬和各別碳管接面的元件，並利用低溫探針平台連結半導體參數分析儀來量測元件於大溫度範圍下的電性，結果顯示能障高度與碳管半徑成反比，主要是因為碳管的能隙(bandgap)與管徑成反比，因此小管徑碳管擁有較大的蕭基能障。
這項關係也說明若要忽略元件的能障問題，比需採用大管徑奈米碳管。然而，由於能隙變小會增加關電流(Off state current)，易導致元件的漏電流(leakage current)問題，所以為了得到高效能的元件，尋找碳管直徑與金屬特性的最佳組合是一個重大的研究課題。詳見Nanotechnology 20 175204 (2009)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/39382
譯者:蘇清源(清華大學工程與系統科學研究所)
- 相關附件: