यहां, हम इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करके ठोस में वाहक संख्या को नियंत्रित करने के लिए एक प्रोटोकॉल पेश करते हैं ।
इलेक्ट्रोलाइट गेटिंग द्वारा वाहक संख्या नियंत्रण की एक विधि का प्रदर्शन किया है । हम2 नैनोट्यूब के निलंबन को फैलाने से स्कॉच टेप विधि या व्यक्तिगत ws2 नैनोट्यूब के माध्यम से परमाणु सपाट सतह के साथ2 पतली गुच्छे प्राप्त किया है । चयनित नमूनों को उपकरणों में इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी के उपयोग द्वारा गढ़े गए है और इलेक्ट्रोलाइट उपकरणों पर डाल दिया है । हम गेट वोल्टेज लागू करने के तहत उपकरणों के इलेक्ट्रॉनिक गुणों की विशेषता है । छोटे गेट वोल्टेज क्षेत्र में, इलेक्ट्रोलाइट में आयनों नमूने जो बड़े बिजली की क्षमता ड्रॉप और परिणामी इलेक्ट्रोस्टैटिक वाहक डोपिंग अंतरफलक पर करने के लिए सुराग की सतह पर जमा हो जाती है । इस इलेक्ट्रोस्टैटिक डोपिंग क्षेत्र में Ambipolar स्थानांतरण वक्र मनाया गया है । जब फाटक वोल्टेज आगे बढ़ जाती है, हम स्रोत के एक और भारी वृद्धि-वर्तमान नाली जो तात्पर्य है कि आयनों की परतों में intercalated है मिले WS2 और विद्युत वाहक डोपिंग का एहसास है । ऐसे में विद्युत डोपिंग क्षेत्र में अतिचालकता मनाया गया है. केंद्रित तकनीक इलेक्ट्रिक दायर-प्रेरित क्वांटम चरण संक्रमण को प्राप्त करने के लिए एक शक्तिशाली रणनीति प्रदान करता है ।
वाहक संख्या के नियंत्रण ठोस1में क्वांटम चरण संक्रमण को साकार करने के लिए महत्वपूर्ण तकनीक है । पारंपरिक क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर (FET) में, यह ठोस फाटक1,2के उपयोग के द्वारा हासिल की है. इस तरह के एक उपकरण में, बिजली की क्षमता ढाल अचालक सामग्री भर में समान है ताकि इंटरफ़ेस पर प्रेरित वाहक संख्या सीमित है, चित्र 1aमें दिखाया गया है ।
दूसरी ओर, हम इंटरफ़ेस या थोक में ईओण जैल/तरल पदार्थ या बहुलक इलेक्ट्रोलाइट्स के साथ ठोस अचालक सामग्री की जगह से उच्च वाहक घनत्व को प्राप्त कर सकते है3,4,5,6, 7,8,9,10,11 (आंकड़ा 1b) । ईओण तरल के उपयोग से इलेक्ट्रोस्टैटिक डोपिंग में, इलेक्ट्रिक डबल लेयर ट्रांजिस्टर (EDLT) संरचना ईओण तरल और नमूना के बीच इंटरफेस में गठन किया है, मजबूत बिजली के क्षेत्र में उत्पादन (> 0.5 V/) भी कम पूर्वाग्रह वोल्टेज पर । परिणामी उच्च वाहक घनत्व (> 1014 cm-2) इंटरफ़ेस10,12पर प्रेरित,13 उपंयास इलेक्ट्रॉनिक गुण या क्वांटम चरण संक्रमण के कारण जैसे बिजली क्षेत्र प्रेरित ferromagnetism14, Coulomb नाकाबंदी15, ambipolar परिवहन16,17,18,19,20, 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27, पी एन जंक्शन का गठन और परिणामी electroluminance28,29,30, तापविद्युत शक्तियों का बड़ा मॉडुलन31,३२, प्रभारी घनत्व तरंग और Mott संक्रमण३३,३४,३५, और इलेक्ट्रिक-फील्ड-प्रेरित इंसुलेटर-धातु संक्रमण३६,बिजली क्षेत्र प्रेरित अतिचालकता 9 सहित३७ ,10,11,३८,३९,४०,४१,४२,४३,४४ ,४५,४६,४७,४८,४९.
इलेक्ट्रोलाइट गेटिंग में (चित्रा 1c), आयनों केवल EDLT फार्म करने के लिए इंटरफेस पर जमा नहीं कर रहे हैं, लेकिन भी बड़े गेट वोल्टेज लागू करने के तहत हानिकारक नमूना बिना थर्मल प्रसार के माध्यम से दो आयामी सामग्री की परतों में intercalated जा सकता है, विद्युत डोपिंग में अग्रणी8,9,11,३४,३८,५०,५१,५२,५३ . इस प्रकार, हम काफी ठोस गेट का उपयोग पारंपरिक क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर की तुलना में वाहक संख्या में परिवर्तन कर सकते हैं. विशेष रूप से, बिजली क्षेत्र प्रेरित अतिचालकता9,11,३४,३८,५० बड़े वाहक के क्षेत्र में इलेक्ट्रोलाइट गेटिंग का उपयोग करके महसूस किया है संख्या जहां हम पारंपरिक ठोस गेटिंग विधि द्वारा उपयोग नहीं कर सकते ।
इस अनुच्छेद में, हम वाहक संख्या नियंत्रण के ठोस और सिंहावलोकन में इस अनूठी तकनीक परिचय ट्रांजिस्टर आपरेशन और इलेक्ट्रिक फील्ड-प्रेरित अतिचालकता में semiconducting ws2 नमूने जैसे ws2 के गुच्छे और ws2 के रूप में नैनोट्यूब५४,५५,५६,५७.
दोनों WS2 एनटीएस और गुच्छे में, हम सफलतापूर्वक इलेक्ट्रोस्टैटिक या इलेक्ट्रो रासायनिक वाहक डोपिंग द्वारा बिजली के गुणों को नियंत्रित किया है ।
इलेक्ट्रोस्टैटिक डोपिंग क्षेत्र में ambipolar ?…
The authors have nothing to disclose.
हम निंनलिखित वित्तीय सहायता स्वीकार करते हैं; अनुदान में विशेष रूप से पदोन्नत अनुसंधान के लिए सहायता (no. २५०००००३) से JSPS, अनुसंधान गतिविधि के लिए अनुदान में सहायता स्टार्ट-अप (no. 15H06133) और चुनौतीपूर्ण अनुसंधान (खोजपूर्ण) (सं. JP17K18748) जापान के MEXT से ।
Sonication machine | SND Co., Ltd. | US-2 | http://www.senjyou.jp/ |
Spin-coater machine | ACTIVE Co.,Ltd. | ACT-300AII | http://www.acti-ve.co.jp/spincoater/standard/act300a2.html |
Hot-plate | TAIYO | HP131224 | http://www.taiyo-kabu.co.jp/products/detail.php?product_id=431 |
Optical Microscopy | OLYMPUS | BX51 | https://www.olympus-ims.com/ja/microscope/bx51p/ |
Electron Beam Lithography machine | ELIONIX INC. | ELS-7500I | https://www.elionix.co.jp/index.html |
Scribing machine | TOKYO SEIMITSU CO., LTD. | A-WS-100A | http://www.accretech.jp/english/product/semicon/wms/aws100s.html |
Wire-bonding machine | WEST·BOND | 7476D-79 | https://www.hisol.jp/products/bonder/wire/mgb/b.html |
Physical Properties Measurement System | Quantum Design | PPMS | http://www.qdusa.com/products/ppms.html |
Lock-in amplifier | Stanford Research Systems | SRS830 | http://www.thinksrs.com/products/SR810830.htm |
Source meter | Textronix | KEITHLEY 2612A | http://www.tek.com/keithley-source-measure-units/smu-2600b-series-sourcemeter |
KClO4 | Sigma-Aldrich | 241830 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigald/241830?lang=ja®ion=JP |
PEG | WAKO | 168-09075 | http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspCode=W01W0116-0907 |
IPA | WAKO | 169-28121 | http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspWkfcode=169-28121 |
MIBK | WAKO | 131-05645 | http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspCode=W01W0113-0564 |
PMMA | MicroChem | PMMA | http://microchem.com/Prod-PMMA.htm |
Acetone | WAKO | 012-26821 | http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspWkfcode=012-26821 |