Un transistor de vacío basado en la emisión termoiónica asistida por campo de un nanotubo de carbono de pared múltiple
Autores: He, Yidan; Li, Zhiwei; Mao, Shuyu; Zhan, Fangyuan; Wei, Xianlong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un transistor de vacío basado en la emisión termoiónica asistida por campo de un nanotubo de carbono de pared múltiple
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Tríodos de vacío
Tecnologías de microfabricación
Transistores de vacío
Nanotubos de carbono
Emisión termoiónica asistida por campo
Controlabilidad de compuerta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los tríodos de vacío se han reducido a microescala en un chip mediante tecnologías de microfabricación para convertirse en transistores de vacío. La mayoría de los dispositivos reportados se basan en la emisión de electrones de campo, que sufren de problemas de emisión de electrones inestable, poca uniformidad y alta exigencia de vacío operativo. Aquí, para superar estos problemas, se propone y se fabrica un transistor de vacío basado en la emisión termoiónica asistida por campo de nanotubos de carbono individuales utilizando tecnologías de microfabricación. El transistor de vacío de nanotubos de carbono exhibe una relación de corriente ON/OFF tan alta como 10 y una pendiente de subumbral de ~4 V·dec. Se encontró que la controlabilidad de la compuerta depende fuertemente de la distancia entre los electrodos colectores y el emisor de electrones, y un dispositivo con una distancia de 1,5 m muestra una mejor controlabilidad de la compuerta que aquel con una distancia de 0,5 m. Beneficiándose del mecanismo de emisión termoiónica asistida por campo, el campo eléctrico requerido en nuestros dispositivos es aproximadamente un orden de magnitud menor que en los dispositivos basados en emisión de electrones de campo, y la superficie de los emisores muestra una absorción de moléculas de gas mucho menor que los emisores de campo frío. Se espera que esto sea útil para mejorar la estabilidad y uniformidad de los dispositivos.
Descripción
Los tríodos de vacío se han reducido a microescala en un chip mediante tecnologías de microfabricación para convertirse en transistores de vacío. La mayoría de los dispositivos reportados se basan en la emisión de electrones de campo, que sufren de problemas de emisión de electrones inestable, poca uniformidad y alta exigencia de vacío operativo. Aquí, para superar estos problemas, se propone y se fabrica un transistor de vacío basado en la emisión termoiónica asistida por campo de nanotubos de carbono individuales utilizando tecnologías de microfabricación. El transistor de vacío de nanotubos de carbono exhibe una relación de corriente ON/OFF tan alta como 10 y una pendiente de subumbral de ~4 V·dec. Se encontró que la controlabilidad de la compuerta depende fuertemente de la distancia entre los electrodos colectores y el emisor de electrones, y un dispositivo con una distancia de 1,5 m muestra una mejor controlabilidad de la compuerta que aquel con una distancia de 0,5 m. Beneficiándose del mecanismo de emisión termoiónica asistida por campo, el campo eléctrico requerido en nuestros dispositivos es aproximadamente un orden de magnitud menor que en los dispositivos basados en emisión de electrones de campo, y la superficie de los emisores muestra una absorción de moléculas de gas mucho menor que los emisores de campo frío. Se espera que esto sea útil para mejorar la estabilidad y uniformidad de los dispositivos.