Ученые создали углеродные нанотрубки, покрытые оксидом цинка, и транзисторы на их основе
Исследователи из Сколковского Института Науки и Технологий (Сколтех), Университета Аалто (Финляндия) и Санкт-Петербургского Политехнического Университета успешно продемонстрировали технологию осаждения оксида цинка на поверхность пленок однослойных углеродных нанотрубок, сообщила сегодня пресс-служба Сколтеха. На основе нового материала были созданы амбиполярные полевые транзисторы, которые можно использовать для изготовления новых логических схем и элементов памяти.
Однослойные углеродные нанотрубки (ОУНТ) - это цилиндрические структуры (диаметром несколько нанометров и длиной несколько микрон), состоящие из атомов углерода. Они обладают уникальными механическими, электрическими и оптическими свойствами, что помогает в создании различных композитных материалов, суперконденсаторов, био- и химических сенсоров, а также транзисторов. Однако, для многих из этих приложений поверхность нанотрубок нужно модифицировать другими химическими соединениями, и в недавнем исследовании российские ученые вместе с финскими коллегами успешно справились с одной из подобных задач.
"В нашей работе мы объединили ОУНТ, обработанные озоном, и оксид цинка (ZnO) для изменения электрических свойств транзисторного устройства", - приводятся в пресс-релизе слова одного из соавторов исследования, профессора Сколтеха Альберта Насибулина.
Как получали материал?
В работе ученые сначала применяли метод обработки ОУНТ азотом, разработанный в лаборатории Наноматериалов Сколтеха, а затем напыляли оксид цинка на поверхность углеродных нанотрубок с помощью технологии осаждения атомных слоев (ALD) и в результате получили ОУНТ равномерно покрытые ZnO.
После этого нанотрубки, покрытые оксидом цинка, еще обрабатывали ультрафиолетом, что позволило добиться значительного улучшения гидрофильности материалов (гидрофобность нанотрубок затрудняет их использование в медицине и фармакологии для создания различных растворов, а их функционализация - превращение в гидрофильные - снимает эту проблему).
Транзисторы на основе нового материала
Использование тонких пленок ОУНТ с ZnO покрытием позволили исследователям получить из полевых транзисторов р-типа (носителем заряда в них являются "дырки") амбиполярные транзисторы (носители заряда в них служат и "дырки" и электроны). "В отличие от транзисторов р-типа, полученных в условиях окружающей среды, наши транзисторы, основанные на ALD покрытии ОУНТ имеют степень амбиполярности более 90%, - сказал Насибулин. - Такое уникальное амбиполярное поведение делает наши материалы очень интересными для технологии изготовления полупроводниковых приборов. Продемонстрированные нами амбиполярные транзисторы могут быть использованы для изготовления новых логических схем, а также элементов памяти".
Результаты работы опубликованы в журнале Nanotechnology.
Однослойные углеродные нанотрубки (ОУНТ) - это цилиндрические структуры (диаметром несколько нанометров и длиной несколько микрон), состоящие из атомов углерода. Они обладают уникальными механическими, электрическими и оптическими свойствами, что помогает в создании различных композитных материалов, суперконденсаторов, био- и химических сенсоров, а также транзисторов. Однако, для многих из этих приложений поверхность нанотрубок нужно модифицировать другими химическими соединениями, и в недавнем исследовании российские ученые вместе с финскими коллегами успешно справились с одной из подобных задач.
"В нашей работе мы объединили ОУНТ, обработанные озоном, и оксид цинка (ZnO) для изменения электрических свойств транзисторного устройства", - приводятся в пресс-релизе слова одного из соавторов исследования, профессора Сколтеха Альберта Насибулина.
Как получали материал?
В работе ученые сначала применяли метод обработки ОУНТ азотом, разработанный в лаборатории Наноматериалов Сколтеха, а затем напыляли оксид цинка на поверхность углеродных нанотрубок с помощью технологии осаждения атомных слоев (ALD) и в результате получили ОУНТ равномерно покрытые ZnO.
После этого нанотрубки, покрытые оксидом цинка, еще обрабатывали ультрафиолетом, что позволило добиться значительного улучшения гидрофильности материалов (гидрофобность нанотрубок затрудняет их использование в медицине и фармакологии для создания различных растворов, а их функционализация - превращение в гидрофильные - снимает эту проблему).
Транзисторы на основе нового материала
Использование тонких пленок ОУНТ с ZnO покрытием позволили исследователям получить из полевых транзисторов р-типа (носителем заряда в них являются "дырки") амбиполярные транзисторы (носители заряда в них служат и "дырки" и электроны). "В отличие от транзисторов р-типа, полученных в условиях окружающей среды, наши транзисторы, основанные на ALD покрытии ОУНТ имеют степень амбиполярности более 90%, - сказал Насибулин. - Такое уникальное амбиполярное поведение делает наши материалы очень интересными для технологии изготовления полупроводниковых приборов. Продемонстрированные нами амбиполярные транзисторы могут быть использованы для изготовления новых логических схем, а также элементов памяти".
Результаты работы опубликованы в журнале Nanotechnology.