Suspended Carbon Nanotube Quantum Wires with Two Gates
获得了由高质量电接触和每个器件两个静电门组成的悬挂式单壁碳纳米管器件。与钉扎在衬底上的纳米管相比,悬浮器件表现出与环境因素相关的小滞后,并表现为更清洁的法布里-珀罗干涉仪或单电子晶体管。由于缺乏有效的热沉,悬浮纳米管中与光学声子或带边界声子散射相关的高场饱和电流显着降低。多栅极设计也可以促进未来纳米管量子系统的机电性质的研究。
2004-10-14 cond-mat.mes-hall
Terahertz response of carbon nanotube transistors
本文提出了一种基于自洽非平衡格林函数的含时量子输运方法。该技术被应用到弹道碳纳米管晶体管的存在下,在栅极的时间谐波信号。在ON状态下,动态电导在太赫兹频率处表现出等离子体共振峰。这些在OFF状态下消失,动态电导显示出平滑的振荡,这是单粒子量子效应的特征。我们发现,纳米管的动力学电感起着至关重要的作用,在高频行为。
2009-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally and Molecularly Stimulated Relaxation of Hot Phonons in Suspended Carbon Nanotubes
研究了悬浮的金属单壁碳纳米管(SWNTs)在真空、不同气体和不同温度下的高偏压电输运特性。结果表明,悬浮纳米管中的非平衡光学声子效应随着环境温度的升高而减弱。悬浮单壁碳纳米管周围的气体分子有助于热声子的弛豫,并提供增强的电流沿纳米管流动。冻结在悬浮的单壁碳纳米管上的二氧化碳分子固体淬灭了非平衡声子效应。强烈的环境效应对纳米管中的高电流传输的发现对于一维纳米线的高性能纳米电子学应用是重要的。
2006-01-07 cond-mat.mes-hall
Lateral scaling in carbon nanotube field-effect transistors
我们已经制造了碳纳米管(CN)场效应晶体管与多个,可单独寻址的栅极段。当使用控制器件内部的栅极段与控制源极和漏极附近的栅极段切换时,器件表现出明显不同的晶体管特性。我们归因于这种差异的变化,从肖特基势垒调制在接触批量开关。我们还发现,通过散装部分的电流是独立的栅极长度的任何栅极电压,提供直接的证据弹道输运在半导体CN在至少几百纳米,即使是相对较小的载流子速度。
2003-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wiedemann-Franz Relation and Thermal-transistor Effect in Suspended Graphene
我们提取实验的电子热导率,$K_{e}$,在悬浮的石墨烯,我们掺杂使用背栅电极。我们利用两点直流电子输运在低偏置电压和中间温度(50 - 160 K),电子和晶格温度去耦。热导率与电荷电导率乘以温度成比例,证实了悬浮石墨烯中服从Wiedemann-Franz关系。我们提取Lorenz系数的估计值为1.1至1.7 $\times 10^{-8}$ W $Ω$ K $^{-2}$。$K_e$显示出晶体管效应,并且当电荷载流子密度在$\approx$ 0.5至1.8 $\times 10^{11}$ cm $^{-2}$范围内时,可以用背栅以大于2的因子进行调谐。
2014-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning Tunneling Spectroscopy of Suspended Single-Wall Carbon Nanotubes
我们已经进行了低温STM测量上的单壁碳纳米管是自由悬挂在沟槽。纳米管通过CVD生长在Pt衬底上,衬底上蚀刻有预定义的沟槽。在纳米管的独立部分上获得原子分辨率。还实现了金属和半导体纳米管的悬浮部分上的空间分辨光谱,显示叠加在局部态密度上的库仑阶梯行为。库仑阻塞峰的间距随着尖端位置的变化而变化,反映了尖端-管电容的变化。
2004-03-12 cond-mat.mes-hall
Electromechanical instability in suspended carbon nanotubes
我们从理论上研究了自由悬浮的碳纳米管的机电性能时,电流注入管使用扫描隧道显微镜。我们表明,如果偏置电压超过耗散相关的阈值,可能会发生类似穿梭机的机电不稳定性。不稳定性导致碳纳米管弯曲模式的大幅振动,这改变了系统的电流-电压特性。
2005-03-19 cond-mat.mes-hall
Exciton diffusion in air-suspended single-walled carbon nanotubes
报道了激子在空气悬浮单壁碳纳米管中扩散长度的直接测量。光致发光显微镜用于识别单个纳米管并确定其长度和手性指数。激子扩散长度通过比较光致发光强度对纳米管长度的依赖性和扩散方程的数值解得到。我们发现,在这些干净的,生长的纳米管的扩散长度是显着长于胶束封装的纳米管的报告。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall
Room-Temperature High On/Off Ratio in Suspended Graphene Nanoribbon Field Effect Transistors
我们已经制造了悬浮几层(1-3层)石墨烯纳米管场效应晶体管从解压缩多壁碳纳米管。电输运测量表明,电流退火有效地去除了悬浮的石墨烯纳米带上的杂质,揭示了石墨烯的固有双极传输特性。进一步增加退火电流在带中产生窄的收缩,导致形成大的带隙和随后的高开/关比(其可以超过104)。这种制造的器件是热稳定和机械稳定的:重复的热循环对它们的电性能几乎没有影响。该工作首次表明,通过控制电流退火可以在相对宽的石墨烯纳米晶(15 nm ~50 nm)中实现室温下的双极场效应特性和高开/关比。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum dots in suspended single-wall carbon nanotubes
我们提出了一种简单的技术,它使用自对准氧化物蚀刻金属电极之间的单个单壁碳纳米管悬浮。这使得人们能够比较悬浮前后特定纳米管的特性,以及研究悬浮管中的传输。作为该技术实用性的一个例子,我们研究了悬浮管中的量子点,发现它们的电容由于去除电介质衬底而减小。
2001-08-01 cond-mat.mes-hall
Local-gated single-walled carbon nanotube field effect transistors assembled by AC dielectrophoresis
我们提出了一个简单的和可扩展的技术,用于制造的解决方案处理和局部栅控碳纳米管场效应晶体管(CNT-FET)。该方法是基于通过AC介电电泳(DEP)将来自二氯乙烷的单个单壁碳纳米管定向组装到预先图案化的源极和漏极上,其中在中间具有局部铝栅极。与全局背栅相比,局部栅控CNT-FET器件显示出优越的性能,其开关比为10^4,最大亚阈值摆幅为170 mV/dec。局部底栅DEP组装的CNT-FET将促进互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容纳米电子器件的大规模制造。
2008-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cold exciton electroluminescence from air-suspended carbon nanotube split-gate devices
研究了分离栅器件中单个碳纳米管的电致发光。通过对光致发光光谱的表征,确定了纳米管的手性,并对电致发光峰进行了归属。我们观察到电致发光线宽相媲美的光致发光,表明可以忽略不计的加热和状态混合的影响。分裂栅和偏置电压的依赖性是一致的,从静电形成的$pn$结发射。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall
Gate-voltage induced trions in suspended carbon nanotubes
我们观察到trion发射从悬浮的碳纳米管载流子引入静电场效应晶体管结构。在与亮激子猝灭的开始一致的栅极电压下,三价子峰出现在低于$E_{11}$发射能量的位置。通过研究具有不同手性的纳米管,我们证实了明亮的激子峰和trion峰之间的能量分离变得更小的直径管。得到了比表面包覆的碳纳米管大得多的三离子结合能,这种差异归因于悬浮管中介电屏蔽的减少。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall
Selfoscillations of Suspended Carbon Nanotubes with a Deflection Sensitive Resistance under Voltage Bias
本文从理论上研究了均匀磁场和恒压偏压作用下悬浮碳纳米管和偏转敏感电阻的力学行为。我们表明,(与一个奇异的情况下除外),对于一个足够高的磁场的时间无关的状态,通过纳米管的电荷传输变得不稳定的机械振动的自激伴随着振荡的电压降和电流在纳米管。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall
Intrinsic thermal vibrations of suspended doubly clamped single-wall carbon nanotubes
我们报告的热驱动的机械振动的观察悬浮双夹持碳纳米管,生长的化学气相沉积(CVD)。几个实验程序被用来悬浮碳纳米管。在用扫描电子显微镜拍摄的图像中,振动被观察为模糊。测得的振动振幅进行比较与基于线性连续介质力学的模型。
2003-07-10 cond-mat.mes-hall
Polarons in suspended carbon nanotubes
我们从理论上证明了电场控制的极化子形成的可能性,涉及弯曲(弯曲)模式在悬浮的碳纳米管。当电场增加时,具有单个额外电子的系统的基态经历在扩展态和定域极化子态之间的一级相变。对于常见的实验设置,阈值电场仅为$\simeq 10^{-2}$ V/ $μ$ m数量级。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall
Stark effect of excitons in individual air-suspended carbon nanotubes
我们研究了电场诱导单壁碳纳米管光致发光的红移。位移的规模与字段的平方,而不同的激发功率和能量的测量表明,从加热和弛豫途径的影响是小的。我们将这些位移归因于斯塔克效应,并表征了具有不同手性的纳米管。通过考虑激子结合能的空气悬浮管,我们发现,理论预测是在定量协议。
2014-07-07 cond-mat.mes-hall
Interplay of magneto-elastic and polaronic effects in electronic transport through suspended carbon-nanotube quantum dots
研究了悬浮碳纳米管量子点中的电子输运。在垂直于纳米管的磁场和附近的金属栅极的存在下,两种力作用于电子:拉普拉斯力和静电力。它们都诱导电子和机械横向振荡模式之间的耦合。我们发现,这两种机制之间的差异出现在共隧穿电流。
2012-02-10 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Optical Spectroscopy of Micelle-Suspended Single-Walled Carbon Nanotubes
我们目前的结果依赖于波长的超快泵浦探测实验胶束悬浮单壁碳纳米管。样品的线性吸收光谱和光致发光光谱显示出许多手性相关的峰,因此,泵浦-探测结果敏感地依赖于波长。在对应于第二范霍夫奇点(VHS)的波长范围内,我们观察到亚皮秒衰变,如在以前的泵浦探测研究中所看到的。我们将这些超快衰减归因于带内载流子弛豫。另一方面,在对应于第一VHS的波长范围内,我们观察到两个不同的制度在超快载流子弛豫:快(0.3-1.2 ps)和慢(5-20 ps)。慢分量,这是以前没有观察到的,共振增强时,泵浦光子能量共振带间吸收峰,我们把它归因于辐射载流子复合。最后,慢分量取决于溶液的pH,这表明纳米管周围的H $^+$离子发挥了重要作用。
2004-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modelling a suspended nanotube oscillator
我们提出了一个一般性的研究,在悬挂的一维弹性系统的两端夹紧,探索了广泛的松弛(多余的长度)和向下的外力的振荡。我们的研究结果直接适用于最近的纳米管和硅纳米线振荡器的实验。我们发现的行为,简化在三个定义明确的制度,我们目前在一个无量纲相图。这种系统的振动频率被发现是非常敏感的松弛。
2004-11-12 cond-mat.mes-hall
High-frequency performance of scaled carbon nanotube array field-effect transistors
我们报告了碳纳米管阵列晶体管的射频性能,这些晶体管是通过在完全可扩展的器件平台上对齐高度分离的半导体碳纳米管组装而实现的。在100 nm的栅极长度,我们观察到输出电流饱和,并获得测量,非本征电流增益和功率增益截止频率,分别为7 GHz和15 GHz。虽然非本征电流增益与现有技术相当,但非本征功率增益得到改善。153 GHz和30 GHz的去嵌入的本征电流增益和功率增益截止频率是迄今为止实验达到的最高值。我们分析了直流和交流性能参数的一致性,并讨论了碳纳米管阵列晶体管在高频电子学中未来应用的要求。
2012-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature single photon emission from micron-long air-suspended carbon nanotubes
研究了单个碳纳米管中可动激子发射光子的统计特性。光致发光光谱是用来确定的手性和悬浮长度的空气悬浮的纳米管,光子相关测量进行在室温下的结晶波长的纳米管发射与Hanbury-Brown-Twiss设置。我们得到零延迟二阶相关$g^{(2)}(0)$小于0.5,表明单光子产生。研究了具有不同手性和悬挂长度的纳米管的光子反聚束特性与激发功率的关系,发现在最低功率下获得了$g^{(2)}(0)$的最小值。通过蒙特卡罗模拟研究了激子扩散和末端猝灭的影响,并推导出了$g^{(2)}(0)$最小值的解析表达式。我们的研究结果表明,微米长的纳米管中的移动激子可以在原则上产生高纯度的单光子,导致量子光子源的新的设计策略。
2017-07-18 cond-mat.mes-hall
The Effect of Carbon Nanotube/Organic Semiconductor Interfacial Area on the Performance of Organic Transistors
我们发现,并五苯晶体管的性能可以显着提高,通过最大限度地提高单壁碳纳米管(SWCNT)/并五苯的界面面积。通过将不同密度(0-30 μm)的短单壁碳纳米管锚定到Pd电极来改变界面面积。与具有零SWCNT的器件相比,对于低、中和高SWCNT密度,平均迁移率分别增加三倍、六倍和九倍。随着单壁碳纳米管密度的增加,电流通断比和导通电流分别增加了40倍和20倍。我们解释了使用降低的单壁碳纳米管/并五苯界面的势垒高度的改善的器件性能。
2012-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Three-terminal scanning tunneling spectroscopy of suspended carbon nanotubes
我们已经进行了低温扫描隧道光谱测量悬浮单壁碳纳米管的栅电极允许三端光谱测量。这些测量结果显示了明确的库仑钻石以及声子辅助隧穿的侧峰。侧峰具有与主库仑峰相同的栅电压依赖性,直接证明它们是这些态的激发。
2005-04-15 cond-mat.mes-hall
Metal contacts in carbon nanotube field effect transistors: Beyond the Schottky barrier paradigm
碳纳米管场效应晶体管的观察到的性能进行检查使用第一性原理量子输运计算。我们专注于Au和Pd电极与开放式半导体纳米管的电接触的性质和作用,使表面的化学接触通过接触原子构型的大规模弛豫充分发展。我们提出了第一个直接的数值证据,钯接触表现出完美的透明度,空穴注入,而不是金接触。另一方面,它们各自的肖特基势垒高度对于实际接触模型来说相当相似。这些发现与迄今为止报道的实验数据基本一致,并且表明肖特基接触不仅仅是被动欧姆接触,而是主动影响器件的I-V行为。
2007-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-induced blueshift and quenching of photoluminescence in suspended single-walled carbon nanotubes
研究了栅电压对悬浮单壁碳纳米管光致发光谱的影响。光致发光显微镜和激发光谱用于识别单个纳米管,并确定其手性。在施加栅极电压的情况下,我们观察到发射能量的轻微蓝移和光致发光的强烈猝灭。蓝移是相似的不同的手征性调查,建议外在机制。此外,我们发现光致发光强度与闸极电压呈指数关系。
2011-04-27 cond-mat.mes-hall
Modeling a Schottky-barrier carbon nanotube field-effect transistor with ferromagnetic contacts
在这项研究中,肖特基势垒碳纳米管场效应晶体管(CNT-FET)的模型,铁磁接触,已经开发。重点分析了电流-电压特性以及散粒噪声和热噪声。该方法是基于紧束缚模型和非平衡格林函数技术。计算表明,在室温下,CNT FET的散粒噪声在亚阈值区为泊松分布,而在栅压和漏/源压升高区,Fano因子大大降低.此外,输运性质强烈地依赖于源极和漏极接触中的相对磁化取向。特别地,观察到相当大的隧道磁阻,其绝对值可以超过50%。
2007-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fundamental Performance Limits of Carbon Nanotube Thin-Film Transistors Achieved Using Hybrid Molecular Dielectrics
在过去的十年中,半导体碳纳米管薄膜已被公认为在电子、能源和传感领域具有广泛应用的竞争材料。特别是,大面积柔性电子器件的改进已经通过生长后处理的独立进步来实现,以解决金属与半导体碳纳米管的异质性,改善栅极的异质性,以及自组装工艺。此外,特定器件组件的受控调谐提供了材料性质和器件性能指标之间的权衡的基本探测器。尽管如此,碳纳米管晶体管的性能适合于现实世界的应用,等待在独立开创的设备组件集成的理解为基础的进展。我们通过将高纯度半导体碳纳米管薄膜与定制设计的混合无机-有机栅极电介质集成在一起来实现这一目标。这种材料的协同组合避免了传统的设计权衡,导致几种晶体管性能指标的同时进步,例如,介电常数(6.5 μS/μm)、本征场效应迁移率(147 cm^2/Vs)、亚阈值摆幅(150 mV/decade)和开/关比(5 x 10^5),同时还实现了在环境条件下的无介电常数操作。
2012-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature and Gas-Environment Dependent Electron and Phonon Transport in Suspended Carbon Nanotubes Up to Electrical Breakdown
在250- 400 K温度范围内,研究了自由悬浮的金属单壁碳纳米管(SWNTs)在真空和不同气体中的高偏压下的电输运特性。利用自加热研究了单壁碳纳米管中声子输运和光学声子衰减的温度依赖性。在高温下,单壁碳纳米管的声学声子热导率遵循~1/T。悬浮纳米管中的非平衡光学声子效应随着环境温度的升高而减小。气体分子有助于热光学声子沿管长度的弛豫,并使增强的电流。在真空中,悬浮的单壁碳纳米管的高偏压击穿可以通过在低声学声子温度下由电发射的热光学声子引起的熔化而发生。
2005-07-20 cond-mat.mes-hall
Negative Quantum Capacitance of Carbon Nanotube Field-Effect Transistors
用原子密度泛函理论计算了金属圆柱栅与碳纳米管之间的电容。结果强调量子电容在限制甚至增强CNT的屏蔽性能的主导作用。指出了电子态密度(DOS)以外的其它对量子电容的贡献。负值的量子电容得到低密度系统,相应地过屏蔽的门场。量子电容的这种非常规行为与交换贡献在CNT的总电子能量中的主导地位有关。
2004-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Drain Voltage Scaling in Carbon Nanotube Transistors
虽然减少碳纳米管场效应晶体管(CNFET)中的氧化物厚度提高了导通行为,但我们证明了这也需要缩放漏极电压的范围。由于源极和漏极接触处的肖特基势垒的调制,需要这种缩放来避免关断电流随漏极电压呈指数级增加。我们说明了这与底栅双极CNFET的氧化物的2和5纳米的结果,并给出一个明确的缩放规则的漏极电压。在漏极电压极限以上,截止电流变大并且具有相等的电子和空穴贡献。这使得最近报道的光发射从适当偏置的CNFET。
2003-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling in suspended carbon nanotubes assisted by longitudinal phonons
悬浮单壁碳纳米管量子点的电流-电压特性表现出一系列等间距的电压阶跃。这种谐波,低能量激发光谱的能量尺度是一致的,在纳米管中的纵向低k声子模式(拉伸模式)。协议被发现与弗兰克-康登为基础的模型,其中的声子辅助隧穿过程被建模为一个耦合的电子水平欠阻尼量子谐振子。与该模型比较,发现有一个相当强的单位阶电子-声子耦合因子。
2005-08-10 cond-mat.mes-hall
Suspended single-electron transistors: fabrication and measurement
我们已经制造了铝单电子晶体管,其中岛不与衬底接触。这种新型器件可称为悬置单电子晶体管(SUSET),具有高质量标准SET的典型I-V和dI/dV-V特性。
2008-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Counting and manipulating single electrons using a carbon nanotube transistor
我们报告了单个金纳米颗粒的电测量结果,该纳米颗粒具有约$10^{19} Ω$的超高接触电阻。高阻抗测量是通过计算转移到粒子上的电子来进行的。为了做到这一点,碳纳米管被用作提供电子的电极,但也用作电荷转移的检测器。使用单电子检测的测量使我们能够确定Au纳米颗粒中的电子状态之间的分离,该分离约为4 meV,与颗粒的充电能量一致。纳米管单电子探测技术为高阻分子体系中电子转移的研究提供了广阔的前景。
2007-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Organic molecular tuning of many-body interaction energies in air-suspended carbon nanotubes
我们研究了铜酞菁分子对空气悬浮碳纳米管中激子和三离子的吸附作用。利用光致发光激发光谱,我们观察到激子能量随着分子沉积厚度的增加而逐渐红移。在大量沉积的情况下也观察到了三电子发射,这表明酞菁分子和碳纳米管之间发生了电荷转移。个别管的光谱分析揭示了激子-trion能量分离和激子发射能量之间的相关性,表明多体相互作用能的尺度与分子介电屏蔽相似。
2018-12-26 cond-mat.mes-hall
Microwave-induced nonequilibrium temperature in a suspended carbon nanotube
显示暴露于108 GHz微波辐射下的单根碳纳米管耦合悬浮物相对于其金属接触被选择性地加热。这导致电导的增加以及与功率相关的DC电压的发展。增加的电导源于隧穿到一维电子系统的温度依赖性。直流电压被解释为热电压,因为与引线中的平衡温度相比,电子液体的温度增加。
2012-06-04 cond-mat.mes-hall
Sensing Kondo correlations in a suspended carbon nanotube mechanical resonator with spin-orbit coupling
研究了悬浮碳纳米管(CNT)量子点器件中的电子-机械耦合。在电子隧穿过程中,由于自旋-轨道耦合,电子自旋耦合到弯曲振动模式。在弱耦合极限下,即电子-振动耦合远小于电子能量标度,通过计算动态自旋磁化率可以得到CNT谐振器的阻尼和谐振频率偏移。我们发现近藤区的强自旋翻转散射过程对碳纳米管的机械运动有显著的影响:近藤效应导致了碳纳米管共振器的强阻尼和频移.
2019-03-17 cond-mat.mes-hall
Non-volatile molecular memory elements based on ambipolar nanotube field effect transistors
我们制作了空气稳定的n型双极碳纳米管场效应晶体管(CNFET),并将其用于纳米级存储单元。N型晶体管是通过在氢气中退火纳米管并通过钴电极接触它们来实现的。扫描栅显微镜显示,这些设备的体响应是类似的金接触的p-CNFET,确认肖特基势垒形成在接触界面处确定电子和空穴传输制度的可访问性。双极器件的传输特性和库仑阻塞(CB)光谱显示出强烈增强的栅极耦合,最有可能是由于氢退火过程中硅/二氧化硅界面处的缺陷密度降低。"开“状态下的CB数据表明,这些CNFET在高静电掺杂下几乎是弹道导体。由于它们的纳米级电容,CNFET对沟道周围的单个电荷的存在极其敏感。我们证明,这种属性可以利用来构建数据存储元件,在几个电子的水平。
2002-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Yield of Memory Elements from Carbon Nanotube Field-Effect Transistors with Atomic Layer Deposited Gate Dielectric
碳纳米管场效应晶体管(CNT FET)已被提议作为未来纳米电子学的可能构建块。但是CNT FET的挑战在于它们似乎在其传输特性中随机地显示不同的滞后量。滞后通常归因于纳米管和栅极之间的电介质层中的电荷捕获。这项研究包括94个CNT FET样品,提供了一个前所未有的统计基础上看到在五个不同的CNT栅极配置的滞后。我们发现记忆效应可以通过仔细设计纳米薄层的栅介质来控制。通过使用HfO $_{2}$和TiO $_{2}$在三层结构中的原子层沉积(ALD),我们实现了第一个CNT FET,其传输特性具有一致且窄分布的记忆效应。
2008-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pumping of vibrational excitations in a Coulomb blockaded suspended carbon nanotube
对悬浮的少孔碳纳米管量子点的低温输运谱进行了测量,发现了一个与门相关的谐波激发谱,该谱发生在库仑阻塞区。量子化的激发能对应于纳米管的纵向振动所预期的尺度。电子输运过程被确定为cotunnel辅助顺序隧穿,导致非平衡占领的机械模式。它们只出现在电子纳米管激发的尺度上的高偏置阈值之上。我们讨论模型的泵送过程,解释增强的非平衡占领,并表明它是连接到一个微妙的相互作用之间的电子和振动自由度。
2009-04-09 cond-mat.mes-hall
Negative Differential Conductance and Hot Phonons in Suspended Nanotube Molecular Wires
自由悬浮的金属单壁碳纳米管(SWNTs)的载流能力比基底上的碳纳米管低,在低电场下表现出负微分电导(NDC)。理论分析揭示了显着的自加热效应,包括电子散射热非平衡光学声子。利用强自加热下的电子输运特性,首次探测单个单壁碳纳米管的热导率(~ 3600 Wm-1 K-1,T=300 K)高达~700 K,并揭示了Umklapp声子散射在高温下的1/T依赖性。
2005-08-31 cond-mat.mes-hall
Liquid-induced damping of mechanical feedback effects in single electron tunneling through a suspended carbon nanotube
在单电子隧穿通过清洁,悬浮的碳纳米管器件在低温下,明显的开关现象已定期观察。这可以通过单电子隧穿和纳米管振动运动的强相互作用来解释。我们目前的测量高度稳定的纳米管设备,随后记录在真空室中的稀释冰箱,并沉浸在第二稀释冰箱的3 He/4 He混合物。当样品保持在粘性液体中时,不存在切换现象,另外支持DC驱动振动的解释。因此,液氦中的输运测量可以用于有限偏置光谱,否则机械效应将主导电流。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall
Transconductance and Coulomb blockade properties of in-plane grown carbon nanotube field effect transistors
由单壁碳纳米管(SWCNT)制成的单电子晶体管(SET)有望用于以超低功耗运行的量子电子器件,并允许电子输运的基础研究。我们报告的SET注册面内生长,利用定制的纳米级催化剂图案和化学气相沉积。金属单壁碳纳米管已被删除的电气老化技术和共同的栅极滞后被删除使用PMMA和烘烤,导致场效应晶体管具有大的开/关比高达10^5。进一步分割成200 nm短半导体SWCNT器件产生了量子点,其在库仑阻塞状态下显示电导振荡。所展示的配准面内生长的利用打开了创建新的SET器件几何形状的可能性,所述几何形状更复杂,即横向有序和可扩展,如高级量子电子器件所需的。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron Transport in Very Clean, As-Grown Suspended Carbon Nanotubes
单壁碳纳米管(SWNT)已经显示了丰富的量子输运现象。无缺陷,无扰动的单壁碳纳米管与良好的或可调的金属接触是很重要的探测纳米管的内在电性能。由于许多无序和随机因素,在实验上满足这些条件是不平凡的。在这里,我们表明,~ 1微米长的全悬浮单壁碳纳米管生长在金属接触之间的地方提供单壁碳纳米管器件表现出良好的定义的特性,在更广泛的能量范围比钉扎在基板上的纳米管。在中等电导的半导体纳米管中,观察到了在磁场作用下,真实金属、小禁带和大禁带半导体纳米管中的各种低温输运机制,包括量子态的填充、分裂和交叉.干净的传输数据揭示了接触结电阻和单壁碳纳米管设备中的各种传输制度之间的相关性。此外,我们表明,电输运数据可以用来探测纳米管的能带结构,包括非线性能带色散。
2005-09-05 cond-mat.mes-hall
Alteration of superconductivity of suspended carbon nanotubes by deposition of organic molecules
我们已经改变了单壁碳纳米管悬挂绳的超导电性,通过涂上有机聚合物。在涂覆后,绳索的正常状态电阻变化小于20%。但是超导性,在裸绳上表现为低于300 mK的显著电阻下降,逐渐被抑制。我们将其与径向呼吸模式的抑制相关联,该模式是用拉曼光谱在悬浮的单壁和双壁碳纳米管上测量的。这表明呼吸声子模式是碳纳米管中超导性的原因。
2005-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exciton diffusion, end quenching, and exciton-exciton annihilation in individual air-suspended carbon nanotubes
激子扩散对碳纳米管的发光特性有很大的影响,它在各种非辐射衰减过程中起着重要的作用。在这里,我们进行光致发光显微镜数百个单独的空气悬浮的碳纳米管,以阐明激子扩散,末端淬火,激子-激子湮灭过程之间的相互作用。利用随机游走理论和蒙特卡罗模拟建立的模型分析了纳米管长度和激发功率对发光强度的影响。我们得到了不同手性的激子扩散长度和吸收截面的值,并观察到了光致发光量子产率随直径的变化。模拟还揭示了一维聚结过程的本质,并给出了发射强度与功率关系的解析表达式。
2014-12-24 cond-mat.mes-hall
Electron-vibron coupling in suspended nanotubes
我们考虑了悬浮纳米管量子点中的电子-振子耦合。将管建模为弹性介质,我们研究了在单电子晶体管设置中激发拉伸模的可能耦合机制。由于纵向和横向场的力都包括在内。纵向场的影响被发现是太小,在实验中看不到。相反,通过弯曲管耦合到拉伸模的横向场在某些情况下可以给出相当大的Franck-Condon因子。然而,长度依赖性与最近的实验不兼容[Sapmaz等人,cond-mat/0508270]。
2005-10-03 cond-mat.mes-hall
Electronic Raman Scattering in Suspended Semiconducting Carbon Nanotubes
单壁碳纳米管(SWNTs)的电子拉曼散射(ERS)特征可以揭示关于其电子结构的丰富信息,但以前被认为只出现在金属(M-)而不是半导体(S-)SWNTs中。我们报告的ERS功能的实验观测精度为1毫电子伏的悬浮S-SWNTs,其过程是通过可用的高能电子空穴对完成。ERS的功能,可以促进进一步系统的研究单壁碳纳米管的性质,金属和半导体,具有明确的手性。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall
An electrical probe for mechanical vibrations in suspended carbon nanotubes
利用STM探针研究了悬浮碳纳米管的输运性质。发展了电子与机械振动耦合的微观理论。它预测的位置依赖的耦合常数,相当大的,只有在该地区的振子位于。这一事实对传输特性有着深远的影响,它允许提取关于纳米管振动部分的位置和大小的信息。
2011-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Enhanced Performance of Short-Channel Carbon Nanotube Field-Effect Transistors Due to Gate-Modulated Electrical Contacts
我们使用数值模拟来分析最近的实验测量的短沟道碳纳米管场效应晶体管与钯接触。我们发现,栅极强烈调制的接触特性,这种效果是不同的肖特基势垒碳纳米管晶体管中观察到的。通过栅极对接触的这种调制允许实现短沟道的优异亚阈值摆动,以及改进的缩放行为。这些结果进一步阐明了碳纳米管-金属接触的行为,并应在高性能碳纳米管电子学的优化有用。
2012-05-01 cond-mat.mes-hall
Microwave Nanotube Transistor Operation at High Bias
我们测量小信号,1 GHz的源漏动态电导的背栅单壁碳纳米管场效应晶体管在低和高直流偏置电压。在所有偏置电压下,1 GHz下的固有器件动态电导与低频动态电导相同,与远高于1 GHz的截止频率的预测一致。这项工作是一个重要的一步,对射频和微波放大器的纳米管晶体管的全面表征。
2005-09-05 cond-mat.mes-hall
Electron-vibron coupling in suspended carbon nanotube quantum dots
受最近实验的启发,我们研究了悬浮碳纳米管量子点中的电子-振动子耦合,从底层石墨烯层的电子-声子耦合开始。我们发现,耦合强度依赖于敏感的振子的类型,是强烈的样品依赖性。耦合强度变得特别强,当不稳定性诱导的电子量子点位于附近的区域,其中的振动模式与大应变。具体来说,我们发现,纵向拉伸模式和径向呼吸模式耦合通过强变形势,而扭曲模式耦合更弱,通过涉及碳位点之间的电子跳跃幅度调制的机制。一个特殊的情况是弯曲模式:由于对称性的原因,它们的耦合在振子坐标中只有二次耦合。我们的结果可以解释最近的实验中,悬浮的碳纳米管量子点的振动边带伴随着强烈的电子-振子耦合的Franck-Condon封锁。
2009-04-29 cond-mat.mes-hall
Probing Wigner correlations in a suspended carbon nanotube
分析了电子-振子耦合对悬浮碳纳米管中强相互作用量子点输运性质的影响。后者是由一个带电的原子力显微镜针尖沿CNT的轴扫描,诱导化学势和线性电导的振荡探测。这些振荡是由于有限尺寸效应和形成Wigner分子之间的竞争造成的强相互作用。这样的振荡被示出被抑制的电子-振子耦合。这种抑制在弱库仑相互作用的情况下更为明显,这确保了在这样的系统中探测维格纳关联在原则上是可能的。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall
Photocurrent Imaging of p-n Junctions and Local Defects in Ambipolar Carbon Nanotube Transistors
利用扫描光电流显微镜(SPCM)研究了双极型碳纳米管(CNT)晶体管内部pn结的特性以及局部缺陷。我们的SPCM图像显示了金属接触附近的强信号,其极性和位置根据栅极偏置而变化。结合整体电导分析的SPCM图像还表明在n型操作制度中接触附近的内部pn结的存在和栅极依赖的演变。为了以纳米级分辨率确定pn结位置和耗尽宽度,使用高斯拟合。我们还测量了CNT器件在不同栅偏压下的电势分布,这表明使用SPCM技术可以成像局部缺陷和感应电场。我们的实验清楚地表明,SPCM是一个有价值的工具,用于成像和优化基于CNT的器件的电气和光电性能。
2007-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci