在室溫下可實現量子輸送之2.8nm奈米碳管電晶體

 

刊登日期:2022/1/28
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日本物質材料研究機構發表與產業技術總合研究所、東京大學成功地將一根奈米碳管(CNT)製成了電晶體。研究團隊透過對金屬奈米碳管施加熱與應力,將中央部分變成半導體奈米碳管,且奈米碳管的管道長度小至2.8 nm,進而產生了量子力學性的封閉效應。此項研究成果將可望有助於促進單一分子等級之量子機能元件的設計與開發。

奈米碳管是一種碳原子以六角形排列形成圓筒狀的碳物質,電氣特性會因為依據六角形的方向而有不同結構參數,進而形成金屬或半導體特性。此次研究團隊在穿透式電子顯微鏡(TEM)中操作2根探針,在對奈米碳管通電、加熱的同時,透過拉伸使其產生塑性變形,並以利用電子繞射圖(Electron Diffraction Pattern)等方式確認六角形的方向已產生改變。

在此次研究中,奈米碳管是以從金屬的固定電極突出的狀態存在,利用兩根探針與固定電極作為晶體管的源電極、洩流電極及閘電極,進而建構出懸浮型電晶體。研究團隊在源電極與洩流電極之間將成為半導體的金屬奈米碳管配置於中央位置,且在驅動電壓為0.5 V的實驗條件下,導通電流為740 nA,關斷電流為0.2 nA,ON/OFF比則是3700。此外,亦於奈米碳管觀測到量子干擾(Quantum Interference)的特性。


資料來源: https://newswitch.jp/p/30229
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