奈米碳管單電子電晶體揭開晶域邊界的面紗
- 上線日期：2013/12/17 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
以色列研究人員使用奈米碳管(carbon nanotube)掃描式單電子電晶體(single-electron transistor, SET)，開發出一套非侵入式探測方法。此裝置以前所未有的解析度顯示材料的電性與機械性質，並已被用來研究鈦酸鍶(SrTiO3 或 STO)內不同晶域(crystal domain)的運動。此晶域運動似乎能解釋STO異常大的壓電性質，而不同類型的晶域則會影響鑭鋁氧化物/鈦酸鍶(LaAlO3/SrTiO3 或 LAO/STO)導電介面處的電荷行為。
STO為具鈣鈦礦結構的寬能隙絕緣體，常作為成長高溫超導銅氧化物、巨磁阻錳氧化物以及多鐵性材料的基板。在2004年，研究人員發現LAO/STO介面間會形成準二維傳導電子系統，稍後並發現一些獨特性質，如可藉由閘極調控之磁性、超導性和自旋軌道相互作用，使LAO/STO一躍成為具潛力的氧化物電子新平台。。
此SET裝置由以色列魏茨曼(Weizmann)科學研究所Shahal Ilani等人所製作，他們把奈米碳管置於掃描探測懸臂的前端，此時碳管扮演量子點(quantum dot)的角色，形成一個SET，並可透過附近的閘極精準控制電流。由於此電流對於周圍環的電荷非常敏感，因此可用來繪製局部靜電位圖。此外，藉由在材料與SET間施加一電位差並測量兩者間局部電容的改變，可獲得該材料局部機械性質的改變，譬如材料的表面形貌以及壓電響應。
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