Los transistores de efecto de campo de nanotubos de carbono procesados por solución tratados mediante enfoques de post-tratamiento de material
Autores: Li, Hao; Yang, Leijing; Xiu, Haojin; Deng, Meng; Yang, Yingjun; Wei, Nan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Los transistores de efecto de campo de nanotubos de carbono procesados por solución tratados mediante enfoques de post-tratamiento de material
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Nanotubo
Post-tratamiento
Película delgada
Propiedades eléctricas
Mejora del rendimiento
Transistores de Efecto de Campo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
La preparación de películas delgadas de nanotubos de carbono semiconductores (s-CNT) mediante procesamiento en solución se ha convertido en el enfoque principal en la actualidad. Sin embargo, los polímeros residuales son siempre inevitables durante la clasificación de s-CNTs en solución. Estos polímeros residuales degradarán las propiedades eléctricas de los CNTs. Aunque se han reportado varios enfoques de post-tratamiento que son efectivos para mejorar el rendimiento del dispositivo, no existe un análisis profundo y una comparación exhaustiva de estos enfoques, por lo que no hay una guía general sobre el tratamiento óptimo de los CNTs para la mejora del rendimiento. En este trabajo, caracterizamos una película delgada de CNT con tres métodos de post-tratamiento, que incluyen el recocido (A), el recubrimiento y decapado de óxido de itrio (Y), y el recocido combinado con YOCD (A + Y), y evaluamos y comparamos el rendimiento de transistores de efecto de campo (FETs) basados en la película delgada de CNT mencionada anteriormente. El resultado muestra que la película delgada de CNT tratada con el método A + Y es la más clara y plana; la rugosidad promedio determinada a partir de la imagen general de AFM se reduce en un 28% (de 1.15-1.42 nm (O) a 0.826-1.03 nm (A + Y)), lo cual es beneficioso para mejorar la calidad de contacto del dispositivo, su uniformidad y estabilidad. La corriente en estado activo (I) de los FETs con CNTs tratados por A, Y y A + Y se mejora en 1.2 veces, 1.5 veces y 1.75 veces, respectivamente, en comparación con la de los FETs fabricados con CNTs sin tratar (O para CNTs originales), lo que indica que A + Y es el método de post-tratamiento óptimo y combina el efecto de los otros dos métodos. En consecuencia, la resistencia de contacto y de canal (2R y R) de los CNT FETs tratados con diferentes métodos de post-tratamiento, incluidos A, Y y A + Y, se reduce en 0.18/0.24 veces, 0.37/0.32 veces y 0.48/0.41 veces, respectivamente. La proporción de mejora en el rendimiento del dispositivo es de aproximadamente 1:2 para las secciones de contacto y canal para un transistor con una longitud de canal de 500 nm, y esta proporción aumentará aún más con la reducción de la longitud del canal; junto con la disminución en el efecto de optimización de la resistencia del canal en el dispositivo en reducción, es necesario adoptar más métodos para reducir efectivamente la resistencia de contacto aún más.
Descripción
La preparación de películas delgadas de nanotubos de carbono semiconductores (s-CNT) mediante procesamiento en solución se ha convertido en el enfoque principal en la actualidad. Sin embargo, los polímeros residuales son siempre inevitables durante la clasificación de s-CNTs en solución. Estos polímeros residuales degradarán las propiedades eléctricas de los CNTs. Aunque se han reportado varios enfoques de post-tratamiento que son efectivos para mejorar el rendimiento del dispositivo, no existe un análisis profundo y una comparación exhaustiva de estos enfoques, por lo que no hay una guía general sobre el tratamiento óptimo de los CNTs para la mejora del rendimiento. En este trabajo, caracterizamos una película delgada de CNT con tres métodos de post-tratamiento, que incluyen el recocido (A), el recubrimiento y decapado de óxido de itrio (Y), y el recocido combinado con YOCD (A + Y), y evaluamos y comparamos el rendimiento de transistores de efecto de campo (FETs) basados en la película delgada de CNT mencionada anteriormente. El resultado muestra que la película delgada de CNT tratada con el método A + Y es la más clara y plana; la rugosidad promedio determinada a partir de la imagen general de AFM se reduce en un 28% (de 1.15-1.42 nm (O) a 0.826-1.03 nm (A + Y)), lo cual es beneficioso para mejorar la calidad de contacto del dispositivo, su uniformidad y estabilidad. La corriente en estado activo (I) de los FETs con CNTs tratados por A, Y y A + Y se mejora en 1.2 veces, 1.5 veces y 1.75 veces, respectivamente, en comparación con la de los FETs fabricados con CNTs sin tratar (O para CNTs originales), lo que indica que A + Y es el método de post-tratamiento óptimo y combina el efecto de los otros dos métodos. En consecuencia, la resistencia de contacto y de canal (2R y R) de los CNT FETs tratados con diferentes métodos de post-tratamiento, incluidos A, Y y A + Y, se reduce en 0.18/0.24 veces, 0.37/0.32 veces y 0.48/0.41 veces, respectivamente. La proporción de mejora en el rendimiento del dispositivo es de aproximadamente 1:2 para las secciones de contacto y canal para un transistor con una longitud de canal de 500 nm, y esta proporción aumentará aún más con la reducción de la longitud del canal; junto con la disminución en el efecto de optimización de la resistencia del canal en el dispositivo en reducción, es necesario adoptar más métodos para reducir efectivamente la resistencia de contacto aún más.