碳奈米管元件向污染說拜拜
- 上線日期：2009/4/24 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
荷蘭台夫特(Delft)科技大學的科學家最近發展出一項新技術，可以製作出超乾淨碳奈米管(carbon nanotube)元件。這項技術克服了先前的奈米製作方法會系統性污染奈米管的問題，製作成的元件將可應用在量子計算及基本物理的研究，例如用來研究單電子自旋的同調性。
過去的技術要製作以奈米碳管為閘極的元件時，都會對碳管產生一定程序的污染，因此不適合應用在高品質的電子元件中。此外，污染會造成不可預期的電位分佈，導致科學家無法控制電子的侷限，因而不可能降低管內的電子數以從事單電子領域的基礎研究。
研究成員之一的Gary Steele表示，他們將製作流程顛倒過來，先進行所有的奈米製作，再於晶片上快速生長碳奈米管。這種作法能保持碳管乾淨，使研究人員能維持侷限並控制單一顆電子。
研究人員可以藉由改變元件的三個閘極的電壓，讓奈米管的靜電位上升或下降，來製造單一量子點或雙量子點。例如，在三個閘極都加上正電壓，能在整個奈米管上產生吸引的電位，可形成只含單電子的單一量子點；若將中央閘極變成排斥的電位，左右閘極仍是吸引電位，則可得到雙量子點。
以這種方法製成的奈米管還可以用來研究在過去的元件中被污染物遮蔽的物理。台夫特團隊研究單電子在雙量子點中的穿隧強度時，已經觀察到了類似克來因穿隧(Klein tunneling)的現象：升高中央閘極的位障會抑制穿隧，但再升高反而會使穿隧變強。
該團隊目前正在研究新的雙量子點元件以應用在量子計算上，他們希望藉由將單一自旋侷限在碳奈米管上，製作出自旋量子位元(spin qbit)。Steele表示，他們已經證明透過閘極進行靜電?雜(electrostatic doping)可以製作出p-n接面，這點將使碳奈米管在光電上的應用大有可為。詳見Nature Nanotechnology doi:10.1038/nnano.2009.71。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/38603
譯者:蔡雅芝(逢甲大學光電學系)
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