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
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
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
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
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
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
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
Field-effect transistors assembled from functionalized carbon nanotubes
我们已经制造了场效应晶体管从碳纳米管使用一种新的选择性布局方案。我们使用的碳纳米管与含有异羟肟酸官能团的分子共价结合。官能化的纳米管与碱性金属氧化物表面强烈结合，但不与二氧化硅结合。在退火时，功能化被去除，恢复纳米管的电子性质。我们制作的器件显示出优良的电学特性。
2006-11-02 cond-mat.mtrl-sci
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
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
Carbon Nanotubes as Schottky Barrier Transistors
我们表明，碳纳米管晶体管作为非常规的“肖特基势垒晶体管”，其中晶体管的动作发生主要是通过改变接触电阻，而不是沟道电导。晶体管的特性计算为理想化和现实的几何形状，和缩放行为的证明。我们的结果解释了各种实验观察结果，包括掺杂和吸附气体的截然不同的影响。电极的几何形状被证明是至关重要的良好的设备性能。
2002-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Self-aligned carbon nanotube transistors with charge transfer doping
这封信报道了一种电荷转移p型掺杂方案，该方案利用单电子氧化分子获得稳定的具有自对准栅极结构的单极碳纳米管晶体管。该掺杂方案允许改善载流子注入、调谐阈值电压Vth、以及增强导通和截止晶体管状态下的器件性能。具体地，纳米管晶体管从双极转换为单极，器件驱动电流增加2-3个数量级，器件截止电流被抑制，并且获得六个数量级的优异的Ion/Ioff比。通过电荷转移的金属纳米管接触改性所发挥的重要作用被证明。
2005-11-02 cond-mat.mtrl-sci
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
Unexpected Scaling of the Performance of Carbon Nanotube Transistors
我们表明，碳纳米管晶体管表现出缩放，是定性不同于传统的晶体管。性能以意想不到的方式取决于栅极氧化物的厚度和介电常数。实验测量和理论计算提供了一个一致的理解的缩放，这反映了非常不同的设备物理的肖特基势垒晶体管与准一维通道接触尖锐的边缘。一个简单的分析模型给出了显式的缩放表达式的关键器件参数，如亚阈值斜率，导通电压，和介电常数。
2003-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Interaction of solid organic acids with carbon nanotube field effect transistors
采用一系列固体有机酸对碳纳米管进行p型掺杂。掺杂的程度被证明是依赖于酸的pKa值。高度氟化的羧酸和磺酸在改变阈值电压和使碳纳米管场效应晶体管更像p型器件方面非常有效。较弱的酸如膦酸或异羟肟酸的效果较小。掺杂的设备是伴随着在传输特性的滞后的减少。溶液中掺杂在标准制造工艺中幸存下来，并使p掺杂碳纳米管场效应晶体管具有良好的传输特性。
2007-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Sub 20 nm Short Channel Carbon Nanotube Transistors
碳纳米管场效应晶体管的子20 nm长的通道和开/关电流比> 1000000的演示。单个单壁碳纳米管的直径范围从0.7 nm到1.1 nm，使用化学气相沉积在700摄氏度下从结构化催化岛生长形成通道。电子束光刻和HSQ，杯[6]芳烃和PMMA电子束抗蚀剂的组合用于结构短沟道和源极和漏极区。纳米管晶体管显示超过15微安的漏极-源极偏压只有0.4伏的电流。
2004-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Charge Transfer Induced Polarity Switching in Carbon Nanotube Transistors
我们探讨了含胺分子肼、聚苯胺和氨基丁基膦酸与碳纳米管场效应晶体管之间的电荷转移相互作用。我们成功地将p型CNTF晶体管转换为n型，并利用肼作为掺杂剂，在导通和截止晶体管状态下大幅提高了器件性能。我们有效地切换晶体管的极性之间的p型和n型通过访问不同的氧化态的聚苯胺。我们还展示了通过在同一分子中设计各种电荷接受和捐赠基团来调制CNTFET的阈值电压（Vth）的灵活性。
2006-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Role of Single Defects in Electronic Transport through Carbon Nanotube Field-Effect Transistors
利用扫描栅显微镜（SGM）和扫描阻抗显微镜（SIM）研究了单壁碳纳米管场效应晶体管（CNFET）中缺陷对电子输运的影响。SGM揭示了沿CNFET长度的离散缺陷处的局部场效应。单个缺陷的耗尽表面电位从作为尖端偏置电压的函数的缺陷的SGM成像半径被量化。这提供了一个测量的费米能级的缺陷与零尖端电压，这是小到20毫电子伏的最强的缺陷。通过SIM探测了缺陷对输运的影响，作为背栅和尖栅电压的函数。当背栅电压被设置为使CNFET“导通”（导电）时，SIM显示出沿其长度的均匀电位降，与扩散输运一致。相比之下，当CNFET“关断”时，在耗尽缺陷的位置处产生潜在的台阶。最后，第二组弱缺陷的高分辨率成像是在一个新的“尖端选通”SIM模式。
2002-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Supramolecular interaction of singlewall carbon nanotubes with a functional TTF-based mediator probed by field-effect transistor devices
通过场效应晶体管结构中的电输运测量和近红外吸收光谱研究了单壁碳纳米管与四硫富瓦烯（TTF）功能有机材料之间的超分子相互作用.结果清楚地表明，吸附的分子通过其芘单元作为电子受体的纳米管的电荷转移相互作用。暴露于碘蒸气会增强这种效应。与原始的碳纳米管场效应晶体管器件的比较表明，利用发生在超分子组装体中的电荷转移相互作用的可能性，其中介体单元用于抑制和增强外部信号。
2013-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Solution processed large area field effect transistors from dielectrophoreticly aligned arrays of carbon nanotubes
我们展示了解决方案可加工的大面积场效应晶体管（FET）从对齐阵列的碳纳米管（CNT）。市售的，悬浮在水溶液中的无表面活性剂的CNT使用交流介电泳技术在源极和漏极之间对准。在通过电击穿去除金属纳米管后，器件显示出p型行为，开关比高达~ 2X10^4。测得的场效应迁移率高达123 cm 2/Vs，这比典型的溶液处理的有机FET器件高三个数量级。
2009-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Photo-gating Carbon Nanotube Transistors
碳纳米管晶体管的光电测量已经显示出对入射光的各种各样的灵敏度。直接光电流过程与许多外在机制竞争。在这里，我们表明，可见光吸收在硅基板产生的光电压，可以电门的纳米管设备。由改变的栅极电压引起的光电流可以显著大于由于在纳米管中直接产生电子-空穴对引起的光电流。在这些设备中的光电门的主导地位证实了所产生的光电流的功率和位置的依赖性。功率依赖性是强烈的非线性和光电流测量通过该设备，即使当激光照射到1毫米的纳米管。
2007-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Band Structure Mapping of Nanotube Transistors by Scanning Photocurrent Microscopy
报道了碳纳米管场效应晶体管（CNFET）在不同输运状态下的空间分辨光电流测量结果。它表明，在不同的偏置条件下测量的光电流提供访问的电子能带结构的纳米管通道的轮廓。将器件转换为n型或p型状态的曲线进行比较，清楚地证明了环境中化学掺杂的影响。此外，我们表明，扫描光电流显微镜构成了一个有效的和简便的技术，定量测定在这样的设备中的肖特基势垒高度。
2007-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Utilization of a Buffered Dielectric to Achieve High Field-Effect Carrier Mobility in Graphene Transistors
我们在顶栅石墨烯晶体管中的石墨烯和常规栅极之间利用有机聚合物缓冲层。与其他绝缘体不同，该电介质叠层不会显著降低载流子迁移率，从而允许在顶栅操作中保持高场效应迁移率。这在两点和四点分析以及石墨烯晶体管的高频操作中都得到了证明。载流子迁移率的温度依赖性表明声子是这些器件中的主要散射体。
2009-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fermi-level alignment at metal-carbon nanotube interfaces: application to scanning tunneling spectroscopy
在任何金属-碳纳米管界面处存在电荷转移，并且感生的界面场确定碳纳米管能带结构相对于金属费米能级的位置。在单壁碳纳米管（SWNT）的情况下，支持在金衬底上，我们表明，电荷转移引起的局部静电势扰动，从而引起所观察到的费米能级移动在扫描隧道光谱（STS）测量。我们还讨论了这项研究的相关性，最近的实验碳纳米管晶体管，并认为费米能级对准将是不同的碳纳米管晶体管与低电阻和高电阻接触。
1999-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate Capacitance Coupling of Singled-walled Carbon Nanotube Thin-film Transistors
分别在量子极限和经典极限下分析了薄膜晶体管（TFT）中单壁碳纳米管（SWNT）网络/阵列与平面栅电极之间的静电耦合。计算的电容取决于栅极电介质的厚度和管之间的平均间距，并与这些间距的分布有一定的依赖性。对使用单壁碳纳米管的亚单层随机网络的晶体管的实验验证了这些计算的某些方面。这一结果对于开发作为TFT和其他电子器件中活性层的纳米管网络或阵列具有重要意义。
2006-12-06 cond-mat.mtrl-sci
High-Performance Carbon Nanotube Field-Effect Transistor with Tunable Polarities
最先进的碳纳米管场效应晶体管（CNFET）表现为肖特基势垒（SB）调制晶体管。众所周知，栅极氧化物的垂直缩放显著地改善了这些器件的性能。然而，降低氧化物厚度也导致显著的双极晶体管特性和增加的漏极漏电流。使用一种新的器件概念，我们已经制造出高性能，增强型CNFET表现出n或p型单极行为，可调的静电和/或化学掺杂，具有良好的关断状态的性能和陡峭的亚阈值摆幅（S =63 mV/dec）。该器件设计允许积极的氧化物厚度和栅极长度缩放，同时保持所需的器件特性。
2005-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Possibility of a Metallic Field-Effect Transistor
我们开发的理论参数，证明金属场效应晶体管（METFET的）在一维系统，特别是在扶手椅碳纳米管的可能性。非常不均匀的电场，例如隧道尖端的场，可以穿透相对弱屏蔽的纳米管并打开能隙。结果，形成了一个能垒，阻碍了电子流动，从而允许晶体管动作。这种类型的金属场效应是有利的，因为金属管在导通状态下具有高电导率。
2004-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Performance N-Type Carbon Nanotube Field Effect Transistors with Chemically Doped Contacts
制备了短沟道（~80 nm）的具有钾（K）掺杂的源极和漏极区以及高k栅介质（ALD HfO2）的n型单壁碳纳米管（SWNT）场效应晶体管（FET）。对于直径约为1.6 nm，带隙约为0.55 eV的纳米管，我们获得了n-MOSFET类器件，由于接触处的化学抑制肖特基势垒，亚阈值摆幅为70 mV/decade，可以忽略的双极导电和高开/关比，在0.5V的偏置电压下高达10^6。结果与最先进的硅n-MOSFET相比毫不逊色，并证明了SWNT在未来互补电子学中的潜力。讨论了掺杂浓度对纳米管器件电学特性的影响。
2005-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Low-frequency Noise in Individual Carbon Nanotube Field-Effect Transistors with Top, Side and Back Gate Configurations: Effect of Gamma Irradiation
我们报告的影响，低伽马辐照（10^4 Gy）的噪声特性的个别碳纳米管（CNT）场效应晶体管（FET）具有不同的栅极配置和两个不同的介电层，SiO2和Al 2 O3。在处理之前，观察到强的产生-复合（GR）噪声分量。这些数据被用来确定几个电荷陷阱相关的FET的介电层，通过确定它们的激活能。调查的样品与一个单一的二氧化硅介电层，以及与两个介电层，使我们能够单独的陷阱的两个介电层。我们发现，由于沿CNT沟道的不同电位分布，在侧栅操作中观察到的每个电荷陷阱水平在顶栅操作中分裂成两个水平。伽马辐照后，只有减少闪烁噪声登记在噪声谱，这表明电荷陷阱的数量减少。在室温下估计大于2x10^4 cm 2 V-1 s-1的迁移率在辐射处理后仅略微降低，表明CNT的高辐射硬度。最后，我们研究了金属-纳米管界面处的肖特基势垒对FET输运特性的影响，分析了闪烁噪声分量的行为。
2013-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reducing the Gate-Induced Drain-Leakage Current of Carbon-Nanotube Transistors by Subliming Dispersants with Back-End-of-Line Compatible Temperature
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（产业技术综合研究所）
本研究开发了一种低于250°C的可升华分散剂清洗工艺，用于碳纳米管晶体管，在不损伤形貌和晶格的前提下，将栅致漏极泄漏电流降低约一个数量级，并改善导通电流、亚阈值摆幅和阈值电压变异性，为低功耗碳纳米管电子学提供了实用路线。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Miniature Organic Transistors With Carbon Nanotubes as Quasi-One Dimensional Electrodes
随着电子器件的尺寸接近分子的尺寸，接触电极的尺寸、几何形状和化学成分在器件功能中发挥着越来越重要的作用。单壁碳纳米管（SWNT）可以作为准一维（1D）电极用于构建分子尺度宽度（~ 2nm）和沟道长度（1-3 nm）的有机场效应晶体管（FET）。由于准1D电极几何形状的一个重要特征是有利的栅极静电，其允许超短有机通道的有效切换。这为长度仅为几个分子的有机晶体管提供了数量级的室温电导调制，其开关特性优于具有光刻图案化金属电极的类似器件。利用纳米管，可以利用共价碳-碳键来形成与分子材料的接触。碳纳米管电极独特的几何、物理和化学性质可能会导致各种有趣的分子器件。
2004-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Switching behavior of semiconducting carbon nanotubes under an external electric field
我们从理论上研究了连接在金电极上的半导体碳纳米管在外加电场作用下的开关特性。我们发现，外部引入的空穴是必要的，占实验观察。我们确定金属诱导间隙状态（MIGS）的接触，并发现一个未掺杂的管的MIGS不会显着影响开关行为，即使是非常短的管长度。我们还探讨了纳米管晶体管的小型化限制，并在其开关比的基础上，我们得出的结论是，晶体管的通道短至50欧姆将有足够的开关特性。
2001-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current Oscillations and Negative Resistances in Crossed Carbon Nanotubes Suspended Over a Dielectric Trench
在由两个交叉的半导体碳纳米管组成的纳米结构中发现了漏极电流对漏极电压的振荡依赖性，所述半导体碳纳米管悬浮在介电沟槽上方，所述介电沟槽由充当栅极的掺杂硅衬底支撑。交替的正和负差分电阻区域作为漏极源极值的函数而生成，并且可以通过栅极电压而略微移位。此外，负微分电阻是检索在一个大的带宽，高达100 MHz，当该结构被激励与交流信号。
2009-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
DNA Functionalization of Carbon Nanotubes for Ultra-Thin Atomic Layer Deposition of High k Dielectrics for Nanotube Transistors with 60mV/decade Switching
对于单壁碳纳米管（SWNT）场效应晶体管，通过原子层沉积（ALD）的高k值的垂直缩放目前为约8 nm，在室温下亚阈值摆幅S为约70-90 mV/decade。由于纳米管上缺乏官能团，在生长的原始SWNT上的ALD不能产生均匀和共形的电介质层，并且ALD工艺中氧化物电介质层的成核取决于表面上的反应性基团上的共价化学吸附。在这里，我们表明，通过用聚T DNA分子（dT 40-DNA）非共价官能化单壁碳纳米管，可以赋予足够密度和稳定性的官能团，用于在厚度低至2- 3 nm的单壁碳纳米管上均匀和共形的高k值ALD。这使得能够接近纳米管FET的最终垂直缩放极限，并且在室温下可靠地实现S ~ 60 mV/十倍，并且在双极传输的带到带隧穿机制中实现S~ 50 mV/十倍。我们还进行了显微镜调查，以了解ALD过程的单壁碳纳米管与DNA功能化。
2006-02-20 cond-mat.mtrl-sci
High Mobility Ambipolar MoS2 Field-Effect Transistors: Substrate and Dielectric Effects
我们在二氧化硅和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）衬底上制作了二硫化钼场效应晶体管，并在四探针配置中测量了载流子迁移率。对于SiO2上的多层MoS 2，迁移率为30-60 cm 2/Vs，与厚度（15-90 nm）相对无关，并且大多数器件表现出单极n型行为。相比之下，PMMA上的多层MoS 2显示出随厚度增加的迁移率，在厚度约50 nm处高达470 cm 2/Vs（电子）和480 cm 2/Vs（空穴）。迁移率对厚度的依赖性指向在增加迁移率中的块状MoS 2的长程介电效应。
2012-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oxygen and light sensitive field-effect transistors based on ZnO nanoparticles attached to individual double-wall carbon nanotubes
半导体纳米粒子在碳纳米管上的附着是纳米技术中最具挑战性的课题之一。成功的高覆盖率连接和对电荷转移机制和光电流产生的控制开辟了新的应用领域，如高效太阳能电池和纤维增强聚合物。在这项工作中，我们研究了单个双壁碳纳米管高度覆盖均匀的ZnO纳米粒子的电荷转移。选择合成胶体程序以避免在纳米颗粒-纳米管界面处的长链配体。将所得复合材料用作场效应晶体管器件中的导电沟道，并分析了在各种条件下的光电响应。通过对电荷转移特性的研究，我们可以阐明非共价键连接的半导体纳米粒子到碳纳米管的电荷转移机理。的作用，正电荷保留在纳米粒子的门控效应进行了讨论。
2013-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Capillary Flow Printing of Submicron Carbon Nanotube Transistors
本文提出毛细流动印刷（CFP）技术，无需化学修饰或后处理即可可重复制造全印刷亚微米碳纳米管薄膜晶体管，在多种基板上实现高性能柔性器件，展示了无洁净室亚微米电子制造的新途径。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Dielectric Capping on Few-Layer Phosphorene Transistors: Tuning the Schottky Barrier Heights
磷烯是一种独特的具有二维层状结构的单元素半导体。在这封信中，我们研究了机械剥离的少层磷烯顶栅晶体管的行为。我们实现了144 mA/mm的高导通电流和95.6 cm 2/Vs的空穴迁移率。我们沉积Al 2 O3原子层沉积（ALD）和研究的电介质覆盖的影响。我们观察到，晶体管的极性交替从p型到双极与Al 2 O 3生长在顶部。我们将这种转变归因于金属接触边缘处的电子和空穴的有效肖特基势垒高度的变化，这源于ALD电介质中的固定电荷。
2014-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanotransfer Printing of Organic and Carbon Nanotube Thin-Film Transistors on Plastic Substrates
已开发出一种用于将有机电子设备的所有组件高分辨率转移到塑料基板上的印刷工艺，并针对并五苯（Pn）、聚（3-己基噻吩）和碳纳米管（CNT）薄膜晶体管（TFT）进行了演示。纳米转移印刷工艺允许制造整个装置，而不将任何组件暴露于不相容的工艺，并且减少了对转移或装置基底的特殊化学制备的需要。塑料基板上的器件包括饱和场效应迁移率为0.09 cm^2（Vs）^-1、开/关比约为10^4的Pn TFT和显示双极性行为且无滞后的CNT TFT。
2005-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Scalable, Non-Invasive Glucose Sensor Based on Boronic Acid Functionalized Carbon Nanotube Transistors
我们开发了一种可扩展的，无标记的全电子传感器的基础上的碳纳米管晶体管功能化的芘-1-硼酸的D-葡萄糖。该传感器响应于1 μ M- 100 mM范围内的葡萄糖，其包括人血液和唾液中的典型葡萄糖浓度。对照实验证实，用硼酸官能化提供了对葡萄糖的高灵敏度和选择性。该设备显示出比商业血糖仪更好的灵敏度，并且可以通过检测唾液中的低浓度葡萄糖来代表无血葡萄糖监测的一般策略。
2013-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
High performance n-doped carbon nanotube field-effect transistors
我们描述了一个强大的技术，用于制造高性能的垂直缩放n型掺杂场效应晶体管从大带隙碳纳米管。这些器件具有在技术相关范围（-1.3V < V_th < 0.5V）内的可调阈值电压，并且在导通状态下可以承载高达5-6 μ A的电流。我们通过暴露于钾（K）蒸气和在高真空中的器件退火来实现这样的性能。该处理具有双重效果：（i）通过纳米管的体掺杂（高达约0.6e/nm）可控地使V_th向负栅极偏压偏移，以及（ii）使导通电流增加1-2个数量级。这种电流增强是通过降低外部器件电阻来实现的，这是由于K金属和掺杂纳米管沟道之间的更紧密接触以及接触处肖特基势垒高度的潜在降低。
2004-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Semiconductor-enriched single wall carbon nanotube networks applied to field effect transistors
报道了由半导体单壁碳纳米管组成的场效应晶体管的实质性进展。通过光吸收、拉曼测量和电学测量证实了金属纳米管的几乎完美的去除。这一出色的结果尤其是通过在甲苯中使用聚芴作为萃取剂对由SWNT粉末制备的溶液进行超浓缩（150 000 g）而成为可能。这种s-SWNT可加工的解决方案被应用于实现FET，体现随机或优先取向的纳米管网络制备的旋涂或介电泳。器件在空气中表现出稳定的p型半导体行为，具有非常有前途的特性。通-断电流比为10^5，导通电流水平约为10 $μ$ A，并且估计的空穴迁移率大于2 cm 2/ V s。
2010-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Realization of a High Mobility Dual-gated Graphene Field Effect Transistor with Al2O3 Dielectric
我们制作和表征双栅石墨烯场效应晶体管（FET）使用氧化铝作为顶栅电介质。我们使用薄Al膜作为成核层，以使Al 2 O3的原子层沉积。我们的器件在室温下显示出超过8,000 cm 2/Vs的迁移率值，这一发现表明顶栅叠层不会显著增加载流子散射，从而降低器件特性。我们提出了一个设备模型，以适应使用一个单一的流动性值的实验数据。
2009-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Random networks of carbon nanotubes optimized for transistor mass-production: multi-variable problem
单壁碳纳米管（CNTs）的随机网络通常包含金属（m-CNTs）和半导体（s-CNTs）纳米管，其比例约为1：2，这导致导通电导和开/关比之间的折衷。我们演示了如何设计问题可以解决一个现实的数值方法。我们确定CNT的密度，长度和沟道尺寸的CNT薄膜晶体管（TFT）同时达到导通电导高于$1~{\rm μS}$和开/关比高于$10^4$。事实上，非对称系统比对称系统具有更明显的有限尺寸标度行为，这使我们能够获得额外的设计自由度。对于一定范围的CNT长度$l_{\rm CNT} = 4-20~{\rm μm}$，仅用通道长宽比$L_{\rm CH} / W_{\rm CH} < 1.2$和归一化通道尺寸$L_{\rm CH}W_{\rm CH} / l^2_{\rm CNT} > 250$获得高于99\%的期望特性的实现概率。
2016-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Static dielectric properties of carbon nanotubes from first principles
利用第一性原理计算和密度泛函理论研究了孤立单壁和多壁碳纳米管对电场的响应。单壁碳纳米管的纵向极化率与带隙的平方成反比，而在多壁碳纳米管和束中，它由组成管的极化率之和给出。单壁碳纳米管的横向极化率是不敏感的带隙和手性，并与有效半径的平方成正比;在多壁碳纳米管的外层占主导地位的响应。横向响应介于金属和绝缘之间，基于尺度不变关系的简单静电模型准确地捕获了第一原理结果。非手性单壁碳纳米管在两个方向上的介电响应保持线性，直到非常高的值的应用领域。
2006-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deformation Potential Carrier-Phonon Scattering in Semiconducting Carbon Nanotube Transistors
单壁碳纳米管中载流子输运的理论计算与最近的实验进行了比较。载流子声子散射占使用变形势近似。通过与实验的比较，确定了半导体碳纳米管的形变势耦合常数为14 eV。理论表明，密切预测的低场迁移率，电导，和场效应晶体管的电阻作为感应纳米管电荷密度，直径和温度的函数。结果表明，由于强的子带间散射，多个子带通道导通时器件电导降低。与实验的比较允许识别的平均自由程（Lm）在半导体碳纳米管。当器件开启时，发现Lm显著增加。当器件处于开启状态时，平均自由程（Lm-ON）与管直径成线性变化，与温度成反比。子带间散射被发现强烈降低Lm-ON时，几个子带被占用。在室温下考虑3个子带通道时，当考虑子带间散射时，对于4 nm直径的管，Lm-ON从570 nm减小到200 nm。由于子带间距随着管直径的减小而增加，因此对于较小的直径，子带间的影响减小。
2006-10-27 cond-mat.mtrl-sci
High frequency Scanning Gate Microscopy and local memory effect of carbon nanotube transistors
我们使用阻抗谱来测量单壁碳纳米管场效应晶体管（swCN-FET）的高频特性。此外，我们扩展扫描栅显微镜（SGM）的频率高达15 MHz，并使用它的图像的SWCN-FET电路的阻抗变化引起的SGM尖端栅极。在早期的报告相比，这两个实验的结果是一致的一个简单的RC并联电路模型的SWCN-FET的，与时间常数为0.3毫秒。我们还使用SGM提示显示本地性质的记忆效应通常观察到的SWCN-FET的，这意味着基于纳米管的存储单元可以被小型化到几十纳米的顺序的尺寸。
2005-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optimizing Transistor Performance of Percolating Carbon Nanotube Networks
在混合的金属和半导体CNT的导电网络中，在高导通电流（密集网络）和高开/关比（其中金属CNT部分不导电的稀疏网络）之间存在折衷。对晶体管结构的器件进行了实验，并进行了蒙特卡罗模拟，以确定器件电阻率随沟道长度（L）变化的缩放行为，CNT密度p在0.04 - 1.29 CNT/μm^2的范围内，处于导通和关断状态。在W = 50 μm，L > 70 μm，p = 0.54 - 0.81 CNTs/μm^2时，获得了场效应迁移率高达50 cm^2/Vs，开/关比> 10^3的优化器件。
2010-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Static dielectric response and Born effective charge of BN nanotubes from {\it ab initio} finite electric field calculations
用有限电场方法对BN纳米管（BN-NTs）的全静态介电响应和Born有效电荷进行了{\it Ab initio}研究。据发现，离子的贡献的BN-NTs的静态介电响应是实质性的，也是一个明显的手性依赖的振荡叠加在纵向电极化率和管直径（$D$）之间的线性关系，作为一个薄的介电圆柱壳。相比之下，BN-NT的横向介电响应类似于直径为$D+4$·$ $的薄（非理想）导电圆柱壳的行为，其中内部电场的屏蔽因子为2。玻恩有效电荷的中等主分量$Z_y^*$对应于与BN-NT表面相切的横向原子位移，具有明显的$D$依赖性（但与手性无关），而大的纵向分量$Z_z^*$表现出明显的手性依赖性（但几乎与$D$无关），这表明了表征BN-NT的直径和手性的强有力的方法。
2007-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-performance chemical-bath deposited CdS thin-film transistors with ZrO2 gate dielectric
我们展示了高性能的化学浴沉积CdS薄膜晶体管TFT使用原子层沉积的ZrO 2基高k栅介质材料。
2015-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Carbon Nanotubes in Microelectronic Applications
碳纳米管以其优异的电学和机械性能被认为是未来的互连材料和开关器件，其性能可能超过硅器件。在本文中，我们将介绍纳米管，指定的应用，纳米管可以有助于摩尔定律的进步，并显示我们的进展纳米管工艺集成在微电子兼容的方式。在整个晶片上光刻定义的位置作为成功实施的纳米管的关键要求的单个纳米管的生长示出。在纳米管晶体管方面，我们提出了一种垂直纳米管晶体管概念，其性能优于2016年ITRS的要求。性能主要是有限的接触电阻，但通过与硅器件相比，我们表明，制造的纳米管晶体管今天已经超过了硅器件的导通电阻，导通电阻和驱动电流的值。
2004-10-14 cond-mat.mtrl-sci
High-Performance Monolayer WS2 Field-effect Transistors on High-k Dielectrics
高质量的Al 2 O3电介质和硫醇化学钝化的组合可以有效地减少界面陷阱和库仑杂质的WS 2的密度，导致迁移率的显着改善和从绝缘到金属制度的电荷输运的过渡。单层WS 2在室温（低温）下达到了83 cm 2/Vs（337 cm 2/Vs）的创纪录高迁移率。还建立了电子输运的理论模型。
2015-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
