Name: Elektrische-veldbesturingselement van elektronische Staten in WS2 nanoapparaten door het elektrolyt Gating (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-12T13:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 36 s
Description: Leer elektrolyt gating om ladingsdragers in WS₂ transistors te beheersen en kwantumfaseovergangen te induceren. Deze methode maakt elektrisch-veld-geïnduceerde supergeleiding mogelijk bij lage biasspanning.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wij erkennen dat de volgende financiële ondersteuning; Grant-in-Aid voor bevorderd speciaal onderzoek (nr. 25000003) van JSPS, Grant-in-Aid voor onderzoek activiteit opstart (No.15H06133) en uitdagende onderzoek (experimentele) (nr. JP17K18748) van MEXT van Japan.

1. de verspreiding van WS 2 Nanotubes (NTs) op substraat
<ol><li>Dispergeren WS2 NT poeders in isopropylalcohol (IPA, concentratie meer dan 99,8%) met juiste verdunde verhouding (ongeveer 0,1 mg/mL) met het ultrasoonapparaat voor 20 min. Opmerking: De lange tijd ultrasoonapparaat helpt om WS2 NTs uniform geschorst in IPA vloeistof en aparte welgevormde individuele WS2 NTs van amorfe WS2 of andere troep, evenals voor het verwijderen van het afval accumulatie op WS2 NTs oppervlak. Figuur 2b toont de definitieve opschorting van WS2 NTs. Aangezien de schorsing kan worden opgewarmd tijdens het ultrasoonapparaat, is het beter te stoppen ultrasoonapparaat op elke 5 min en blijven ultrasoonapparaat na 1 min.</li>
	<li>Spin-coating procedure te verspreiden WS2 NTs op substraat.<ol>
<li>Beginnen met de spin-coater machine en vacuümpomp. Zet een Si/SiO2 (3000 Å) substraat (1 x 1 cm) op het midden van de chuck en positiebepaling door vacuüm met pompen maximumsnelheid van 80 L/min en uiteindelijke druk van 20 kPa. Opmerking: Er is een gaatje in het midden van de chuck verbinden met de vacuümpomp, dus het substraat wordt vastgesteld door vacuüm druk (snelheid pompen is 80 L/min en ultieme druk 20 kPa). De vacuüm druk kunnen verschillen naargelang de pomp.</li>
		<li>Stel relevante parameters van de procedure door het bedieningspaneel van de spin-coater machine. Opmerking: Er zijn drie stappen tijdens de procedure van de spin-coating: (1) langzaam snelheid tot 500 rpm binnen de eerste 3 s, (2) snel versnellen tot 4000 rpm en blijven voor 50 s, (3) vertragen en stoppen spinnen voor de laatste 3 s. Deze parameters kunnen verschillen naargelang het gebruik van spin-coater.</li>
		<li>Zet één druppel (ongeveer 0,01 mL) van de ophanging van WS2 NT in (1.1) gemaakt door een pipet op het substraat, totdat het substraat volledig door de asophanging gedekt is (zo niet, zet meer druppels). Vervolgens start spin-coating met relevante parameters in (1.2.2).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. voorbereiding voor dunne flake op substraat via plakband methode
<ol><li>Een kleine laboratoriummonster van WS2 (gegroeid via chemische damp transportmethode) gezet met plakband. Vouw de plakband en ontvouwen om langzaam te mechanisch exfoliëren de dunne laag van de bulk. Herhaal deze procedure meerdere malen, totdat de afgebladderde monsters dun genoeg zijn. Opmerking: Figuur 2 g en 2 h tonen de oorspronkelijke cassette met weinig laboratoriummonster van WS2 en de laatste tape na meerdere opvouwbare procedures, respectievelijk.</li>
	<li>Plak de scotch tape op de bovenkant van substraat ondersteboven, iets druk op de tape en verwijder voorzichtig de band vanaf de bovenkant van het substraat. Opmerking: Na het verwijderen van de tape, er zijn vele dunne schilfers liet op het substraat.</li>
</ol>3. apparaat fabricage door electron beam lithography.
<ol><li>Spin-coatingproces ter dekking van de weerstaan voor electron beam lithography.<ol>
<li>Volg dezelfde procedure spin-coating beschreven in (punt 1.2.1) en (1.2.2).</li>
		<li>Zet één druppel (ongeveer 0,04 mL) van polymethylmethacrylaat (PMMA) door een pipet op het substraat totdat het substraat volledig door PMMA gedekt is. Start spin-coating procedure ter dekking van uniform PMMA op WS2 monster om te voorkomen dat het in de lucht wordt blootgesteld. Opmerking: PMMA behoort tot de weerstaat voor electron beam lithography.</li>
		<li>Na spin-coating, zet het substraat op hot-plaat bij 180 ° C en warmte het voor 1 min. Opmerking: Deze parameters kunnen verschillen afhankelijk van de typen weerstaan.</li>
	</ol></li>
	<li>Steekproef door optische microscopie.<ol>
<li>Start de optische microscopie en camera. Het substraat in het werkgebied plaatsen</li>
		<li>Fase verplaatsen en scannen van de hele regio van het substraat met de juiste vergroting (20 X) en in de tussentijd, selecteer geïsoleerde monsters met een geschikte grootte. Opmerking: In totaal 6 tot en met 10 afzonderlijke monsters kunnen worden meestal geselecteerd voor elke substraat van 1 x 1 cm.</li>
		<li>Neem foto's van elke geselecteerde steekproef met verschillende vergroting van 5 X 20 X en 100 X. Die foto's worden gebruikt voor het identificeren van de locatie van elk monster.</li>
	</ol></li>
	<li>Ontwerp van de grootschalige apparaat patroon.<ol>
<li>Activeren van de software van AutoCAD, en laden van de indeling van substraat lattice. Plaats foto's genomen in (3.2) en identificeren van de grootte en de locatie van elke foto afhankelijk van de merken op de drager vervagen.</li>
		<li>Een groot plein met een lengte van 1200 µm en een klein plein met lengte van 300 µm die elk monster moet omringen invoegen.</li>
		<li>Grootschalige ontwerppatronen met inbegrip van poort, bron, afvoer en andere pads op het grote plein met uitzondering van fijne structuren in de buurt van het monster. Ontwerp van kleine merken dicht bij het monster, tot het precies identificeren van de locatie van de monsters in de latere proces van ontwerp voor de kleinschalige apparaat patroon.</li>
		<li>Herhaal deze stappen (3.3.2) aan (3.3.3) voor elk monster.</li>
		<li>Neem de coördinaten van het middelpunt van elke grote en kleine plein, respectievelijk.</li>
		<li>Ingevoegde foto's, grote en kleine pleinen en substraat lattice formaat, waardoor alleen de ontworpen patronen van grote en kleine merken te verwijderen. Grote patronen en kleine merken als exporteren dxf-bestanden, respectievelijk.</li>
	</ol></li>
	<li>Eerste electron beam litho.<ol>
<li>Zet het substraat in het werkgebied en repareren en invoegen van het werkgebied in de belangrijkste kamer van electron beam lithografie machine.</li>
		<li>Activeren ECA programma (een programma voor het genereren van een bestand dat wordt gebruikt in electron beam proces). Veldlengte instellen als 300 voor de lithografie van kleine merken. Hulpprogramma voor dxf converter gebruiken om het dxf-bestand overbrengen naar cel bestand.</li>
		<li>Laad het bestand van de cel gegenereerd in (3.4.2), geef de bestandsnaam, oorsprong en identificeren van punten met de coördinaten van kleine vierkantjes in (3.3.5) genoteerd. Tot slot, het identificeren van de coördinaten van grote A en B merken en kleine A en B merken voor elk punt. Opmerking: De grote A- en B-merken worden gebruikt om te corrigeren van de richting van etappe, terwijl kleine A en B merken worden gebruikt als aanduiding van de wanverhouding tussen ontworpen patroon en gedrukte patroon, tijdens het proces van kleinschalige patroon ontwerp.</li>
		<li>Sla het bestand op als con bestand en wacht totdat de druk in de belangrijkste kamer lager dan 5 x 10-5 Pa. is Opmerking: Omdat de elektronenbundel hoge energie is (50 kV van versnellende spanning), de hoge kwaliteit van vacuüm nodig is.</li>
		<li>Wanneer de druk van de belangrijkste kamer wordt laag genoeg voor het proces van de electron beam lithografie, electron beam controleprogramma ESL-7500 activeren en vervolgens inschakelen de Elektronenkanonnen.</li>
		<li>Zet de scannende elektronen microscoop (SEM) en het werkgebied verplaatsen naar de positie waar het substraat in het scherm. Tune de helderheid, contrast en focus.</li>
		<li>Aanpassen van de hoek van de fase door te oordelen naar de relatieve positie van de grote A en B merken oorspronkelijk ontworpen op de drager vervagen, totdat de fout van richting te verwaarlozen bij vergroting van 5000 X is. Na correctie van de richting van de etappe, registreren de positie van de grote een merk.</li>
		<li>Instellen van de amplitude van de elektronenbundel voor litho; 100 pA is voor kleine merken lithografie. Het werkgebied verplaatsen naar de positie voor het afstemmen van de amplitude en de plek kiezen voor de camera, de amplitude van de elektronenbundel wijzigen totdat het 100 pA van ampère meter bereikt. Tune na het instellen van de amplitude van de elektronenbundel, de helderheid, contrast en focus.</li>
		<li>Load opgeslagen con bestand in (3.4.4) in het programma van de Europese Rekenkamer. Relevante parameters instellen: 2 s voor dosis tijd en 300 voor Veldlengte. Eindelijk beginnen met het proces van de blootstelling. Opmerking: Dosis tijd kunnen verschillen naargelang de weerstaan.</li>
		<li>Terug naar electron beam control program ESL-7500, 5000 X vergrotingsfactor instellen en het werkgebied verplaatsen naar de geregistreerde positie van de grote een merk. Bevestigen van de positie van de grote A en B merken.</li>
		<li>30000 X vergrotingsfactor instellen en bevestigen de positie van kleine A en B markeert voor de steendruk van de eerste kleine merken ontworpen in (3.3.3). Opmerking: De litho begint na conforme klein markeert en enkele seconde duurt.</li>
		<li>Na het beëindigen van de lithografie, herhaal deze procedure voor alle monsters. Tijdens de laatste, stoppen met het proces van de blootstelling en sluit het ECA-programma.</li>
		<li>Volg het hetzelfde proces van (3.4.2) tot (3.4.10) en de verschillende parameters voor de lithografie van het grote patroon ontworpen in (3.3.3). In (3.4.2), stelt u de veldlengte als 1200. In (3.4.3), alleen de coördinaten van de grote A en B geïdentificeerd markeert met uitzondering van kleine A en B merken. In (3.4.8), stelt u de amplitude van de elektronenbundel als 1000 pA voor de lithografie van het grote patroon. Selecteer in (3.4.9), 1200 van Veldlengte. Opmerking: Na het proces van (3.4.10), de lithografie van het grote patroon begint en duurt enkele uren.</li>
		<li>Na het beëindigen van de lithografie van de grote patroon, het werkgebied verplaatsen naar de oorspronkelijke positie, uitschakelen van de elektronenbundel, en stoppen met het proces van de blootstelling en de ECA-programma. De belangrijkste kamer open en haal het substraat.</li>
	</ol></li>
	<li>Eerst ontwikkelen.<ol>
<li>Maak een oplossing van methyl isobutyl keton (MIBK) en IPA met de verhouding van de MIBK: IPA = 1:3. Dompel het substraat in de oplossing voor 30 s, en het door IPA vloeistof wassen en droog het door stikstof pistool. Noot: Ontwikkeling van de tijd kan veranderen afhankelijk van de omgevingsfactoren als temperatuur en vochtigheid.</li>
		<li>Fotograferen door optische microscopie voor elke afgedrukte patroon met verschillende vergroting van 5 X 20 X en 100 X.</li>
	</ol></li>
	<li>Ontwerp van kleinschalige apparaat patroon.<ol>
<li>Volgen dezelfde procedure in (3.3). In (3.3.1), het patroon van substraat lattice met inbegrip van de ontworpen kleine merken in (3.3.3) laden en voeg foto's genomen na het ontwikkelen van de eerste. Opmerking: De grootte en de locatie van elke foto hangt af van de kleine merken ontworpen in (3.3.3), in plaats van merken op het substraat.</li>
		<li>De fijne structuur van apparaat patroon met bron-, afvoer- en andere elektroden in kleine vierkantjes in een Hall bar configuratie, die is aangesloten op het afgedrukte grote patroon ontwerpen. Na het ontwerpen van kleine patronen voor alle apparaten, nemen de coördinaten van kleine vierkantjes.</li>
		<li>Ingevoegde foto's, kleine vierkantjes en substraat patroon, waardoor alleen de ontworpen kleine patronen verwijderen. De kleine patroon als dxf-bestand exporteren.</li>
	</ol></li>
	<li>Tweede electron beam litho.<ol>
<li>Volg het hetzelfde proces van (3.4.1) tot (3.4.11) met dezelfde parameters voor de lithografie van het kleine patroon ontworpen in (3.6); Stel van 300 voor Veldlengte en selecteer 100 pA voor de amplitude van de elektronenbundel. Opmerking: De litho proces duurt enkele minuten voor elk klein patroon.</li>
		<li>Na de litho klein patroon, het werkgebied verplaatsen naar de oorspronkelijke positie, uitschakelen van de elektronenbundel, stoppen met het proces van de blootstelling en sluit het ECA-programma. De belangrijkste kamer open en haal het substraat.</li>
	</ol></li>
	<li>Tweede ontwikkelen.<ol>
<li>Volgen dezelfde procedure in (3.5) met ontwikkelingslanden tegelijkertijd als 30 s.</li>
		<li>Fotograferen door optische microscopie voor elk patroon met verschillende vergroting van 5 X 20 X en 100 X.</li>
	</ol></li>
</ol>4. de afzetting van elektroden
<ol><li>Afzetting van gouden elektrodes.<ol>
<li>Fix het substraat op substraat houder, het substraat houder zetten overdracht staaf en plaatst u deze in de belangrijkste kamer van de verdamper. Beginnen met het draaien van de houder van het substraat.</li>
		<li>Eerste storting Cr van 5 nm in dikte als de hechting laag. Wanneer de druk in de belangrijkste kamer minder dan 10-4 Pa wordt, zet de hoge spanningsbron.</li>
		<li>Verhogen van de stroom van Elektronenkanonnen zorgvuldig met de vaste versnellende spanning van 4 kV, tot de neerlegging tarief gemeten door dikte monitor stabiel ongeveer 0.5 Å/s wordt (meestal vooraf verdampen Cr van ongeveer 5 nm).</li>
		<li>Open de sluiter en Cr deponeren totdat zij 5 tot nm in dikte. Sluit de sluiter, langzaam verminderen van de stroom van Elektronenkanonnen op nul en uitschakelen van de bron van de hoogspanning.</li>
		<li>Vervolgens stort Au van de juiste dikte. Schakel de stroombron en Verhoog langzaam de huidige tot 30 A. Evaporate Au doordat de huidige 30 A, tot de neerlegging tarief gemeten door dikte monitor stabiel ongeveer 1 Å/s wordt (meestal vooraf verdampen Au van ongeveer 10 nm).</li>
		<li>Open de sluiter en beginnen met het storten van Au. Na het bereiken van de beoogde dikte, sluit de sluiter, langzaam dalen van de huidige op nul, en uitschakelen van de huidige bron. Opmerking: We gebruiken 60 nm voor dunne flake en 90 nm voor NT. De juiste dikte is afhankelijk van het monster.</li>
		<li>Aangezien het substraat is opgewarmd tijdens depositie, blijven het substraat binnen de kamer voor 1 h om de temperatuur in de buurt van kamertemperatuur afkoelen. Stop draaien de substraat-houder en neem het uit door overdracht rod.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Depositie van SiO2 bescherming laag.<ol>
<li>Met behulp van optische microscopie, betrekking op de pads en de elektroden van de poort door tape. Opmerking: In principe alleen de fijne structuren van elektroden worden blootgesteld aan storting SiO2 laag voor de bescherming van de elektroden tegen de chemische reactie tijdens de elektrolyt gating.</li>
		<li>Volg hetzelfde proces van (4.1.1) naar (4.1.4) om te storten Cr van 5 nm in dikte als hechting laag.</li>
		<li>Daarna volgen hetzelfde proces van (4.1.1) tot (4.1.4) om te storten SiO2 van 20 nm in dikte. Opmerking: De nederlegging van SiO2 bedraagt ongeveer 1 Å/s, terwijl vooraf verdampende SiO2 van ongeveer 10 nm.</li>
		<li>Afkoelen van het substraat binnen de kamer voor 1 h. Stop draaien de substraat-houder en neem het uit door de staaf van de overdracht. Verwijder de tape onder microscopie.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. de voltooiing van het apparaat
<ol><li>Substraat inkerven.<ol>
<li>Zet de scribing machine en vacuümpomp met pompen snelheid van 50 L/min en uiteindelijke druk van 30 kPa. Los van het substraat in het werkgebied door vacuüm chuck en aanpassen van de hoek en positie van het substraat.</li>
		<li>Schrijver van het substraat in kleine stukjes (meestal ongeveer 3 x 3 mm). Opmerking: De grootte van elk stuk is afhankelijk van de locatie van elk geselecteerde monster en de ontworpen patroon.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Apparaat de astronauten.<ol>
<li>Selecteer een apparaat en dompel het in aceton (concentratie meer dan 99,5%) gedurende 1 uur bij kamertemperatuur te verwijderen van de overbodige PMMA en goud. Alleen de verzonnen elektroden zijn links op substraat.</li>
		<li>Na het proces van de astronauten, het substraat door IPA wassen en droog het door stikstof pistool.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Draad-bonding.<ol>
<li>Inschakelen van de machine van de draad-bonding. Fix het substraat op de chip-carrier via Splinter plakken. Opmerking: Voor WS2 NT geval gebruiken we horizontale rotator weergegeven in figuur 2n.</li>
		<li>Met de hulp van draad-bonding machine, sluit elke elektrode pad en elektrode van chip vervoerder, één voor één met een gouden draad.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Elektrolyt druppel zetten.<ol>
<li>Zet een droplet elektrolyt (minder dan 0,5 µL) op de bovenkant apparaat door een pincetten na dompelen in de elektrolyt vloeistof. Opmerking: De hoeveelheid elektrolyt is weinig; Het omvat de fijne structuur van apparaat en poort pad maar vermijdt die betrekking hebben op de elektrode-pads. We gebruiken de elektrolyt van KClO4 (concentratie meer dan 99%) opgelost in polyethyleenglycol (PEG; Mw = 600) met een [K]: [O] verhouding van 1:20 volgens de vorige publicatie38.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. vervoer metingen
<ol><li>Fix het chip-carrier op de monsterhouder, en zet het in de kamer van fysische eigenschappen meetsysteem door de staaf van de overdracht. Pomp de kamer door de hoog vacuüm modus.</li>
	<li>Sluit meetsysteem met inbegrip van lock-in versterkers, nano-voltmeter, bron meter en versterker. Een constante wisselstroom (AC) van de toepassing met de frequentie van 13 Hz AC-lock-in de metingen uit te voeren.</li>
	<li>Voer het programma Keysight VEE (meting programma's).</li>
	<li>Bij de meting van de gate reactie, wanneer de spanning van de poort wordt toegepast op de elektrolyt (dwz., tussen bron en poort elektroden), het vegen van de spanning van de poort met snelheid van 50 mV/s bij 300 K, onder voorwaarde van de hoog-vacuüm om de invloed van de lucht op de gating prestaties.</li>
	<li>Bij de meting van de temperatuursafhankelijkheid van de weerstand, eerst afkoelen tot 200 K met de koeling tarief voor 1 K/min in hoog-vacuüm voorwaarde, dan omzetten in de hij-gezuiverd voorwaarde en houden het koelen snelheid van 1 K/min tot 10 K koelen. Wanneer de temperatuur lager dan 10 K is, afkoelen en opwarmen met het tarief van 0,2 K/min. Opmerking: In de hij-gezuiverd voorwaarde, de thermische geleidbaarheid en de resulterende temperatuur stabiliteit is beter dan die in hoog-vacuüm staat.</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

In zowel WS2 NTs en vlokken, hebben we met succes de elektrische eigenschappen gecontroleerd door elektrostatische "of" electro chemische vervoerder doping.
Elektrostatische doping regio, ambipolar transistor operatie geconstateerd. Dergelijke ambipolar overdracht kromme met een hoog in- / uitschakelen verhouding (> 102) waargenomen in lage bias spanning geeft aan de daadwerkelijke vervoerder doping op het raakvlak van elektrolyt gating techniek voor het afstemmen van de ...

Controle van het verbindingsnummer is de belangrijkste techniek voor het realiseren van de quantum faseovergang in vaste stoffen1. In de conventionele veld effect transistor (FET), is het bereikt door het gebruik van de solide gate1,2. In zulk een apparaat is de elektrische potentiële verloop uniform in de gehele de diëlektrische materialen dus die geïnduceerde verbindingsnummer op het raakvlak beperkt is, getoond in Figuur 1a.
Aan de andere kant, kunnen wij de hogere dichtheid van de vervoerder op het raakvlak of bulk door vervanging van de vaste diëlektrische stoffen met Ionische gels/vloeistoffen of polymeer elektrolyten3,4,5,6, 7,8,9,10,11 (Figuur 1b). De elektrostatische doping door gebruik van de Ionische vloeistof, elektrische dubbele lagenstructuur transistor (EDLT) wordt gevormd op het raakvlak tussen Ionische vloeistof en steekproef, het genereren van sterke elektrisch veld (> 0,5 V/Å) zelfs bij bias laagspanning. Daaruit voortvloeiende hoge vervoerder dichtheid (> 1014 cm-2) veroorzaakte op de interface10,12,13 oorzaak zoals de nieuwe elektronische eigenschappen of quantum faseovergang elektrische-veld-geïnduceerde Ferromagnetisme14, Coulomb blokkade15, ambipolar vervoer16,17,18,19,20, 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27, vorming van p-n junction en resulterende electroluminance28,29,30, grote modulatie van Thermo-elektrische bevoegdheden31,32, opladen dichtheid Golf en Mott overgangen33,34,35, en elektrische-veld-geïnduceerde isolator-metal overgang36,37 , met inbegrip van elektrische-veld-geïnduceerde supergeleiding9 ,10,11,38,39,40,41,42,43,44 ,45,46,47,48,49.
In de elektrolyt gating (Figuur 1 c), ionen zijn niet alleen op de interface aan formulier EDLT opgebouwd, maar kunnen ook in lagen van tweedimensionale materialen via thermische verspreiding zonder schadelijke monster onder toepassing van de spanning van de grote poort, worden tussenliggende leidt tot de elektrochemische doping8,9,11,34,38,50,51,52,53 . Zo kunnen we het verbindingsnummer dat in vergelijking met de conventionele veld effect transistor met behulp van de vaste poort drastisch veranderen. In het bijzonder wordt de elektrische-veld-geïnduceerde supergeleiding9,11,34,38,50 gerealiseerd door gebruik van het elektrolyt gating in regio van de grote vervoerder nummer waar we geen toegang hebben tot de conventionele methode voor solide gating.
In dit artikel, introduceren we deze unieke techniek voor vervoerder nummer control in vaste stoffen en overzicht de transistor werking en elektrische-veld-geïnduceerde supergeleiding in halfgeleidende WS2 monsters zoals WS2 vlokken en WS2 Nanobuizen54,55,56,,57.

```html
<table>
<tbody>
<tr>
<td>Sonication machine</td>
<td>SND Co., Ltd.</td>
<td>US-2</td>
<td>http://www.senjyou.jp/</td>
</tr>
<tr>
<td>Spin-coater machine</td>
<td>ACTIVE Co.,Ltd.</td>
<td>ACT-300AII</td>
<td>http://www.acti-ve.co.jp/spincoater/standard/act300a2.html</td>
</tr>
<tr>
<td>Hot-plate</td>
<td>TAIYO</td>
<td>HP131224</td>
<td>http://www.taiyo-kabu.co.jp/products/detail.php?product_id=431</td>
</tr>
<tr>
<td>Optical Microscopy</td>
<td>OLYMPUS</td>
<td>BX51</td>
<td>https://www.olympus-ims.com/ja/microscope/bx51p/</td>
</tr>
<tr>
<td>Electron Beam Lithography machine</td>
<td>ELIONIX INC.</td>
<td>ELS-7500I</td>
<td>https://www.elionix.co.jp/index.html</td>
</tr>
<tr>
<td>Scribing machine</td>
<td>TOKYO SEIMITSU CO., LTD.</td>
<td>A-WS-100A</td>
<td>http://www.accretech.jp/english/product/semicon/wms/aws100s.html</td>
</tr>
<tr>
<td>Wire-bonding machine</td>
<td>WEST&middot;BOND&nbsp;</td>
<td>7476D-79</td>
<td>https://www.hisol.jp/products/bonder/wire/mgb/b.html</td>
</tr>
<tr>
<td>Physical Properties Measurement System</td>
<td>Quantum Design</td>
<td>PPMS</td>
<td>http://www.qdusa.com/products/ppms.html</td>
</tr>
<tr>
<td>Lock-in amplifier</td>
<td>Stanford Research Systems</td>
<td>SRS830</td>
<td>http://www.thinksrs.com/products/SR810830.htm</td>
</tr>
<tr>
<td>Source meter</td>
<td>Textronix</td>
<td>KEITHLEY 2612A</td>
<td>http://www.tek.com/keithley-source-measure-units/smu-2600b-series-sourcemeter</td>
</tr>
<tr>
<td>KClO4</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>241830</td>
<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigald/241830?lang=ja&amp;region=JP</td>
</tr>
<tr>
<td>PEG</td>
<td>WAKO</td>
<td>168-09075</td>
<td>http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspCode=W01W0116-0907</td>
</tr>
<tr>
<td>IPA</td>
<td>WAKO</td>
<td>169-28121</td>
<td>http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspWkfcode=169-28121</td>
</tr>
<tr>
<td>MIBK</td>
<td>WAKO</td>
<td>131-05645</td>
<td>http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspCode=W01W0113-0564</td>
</tr>
<tr>
<td>PMMA</td>
<td>MicroChem</td>
<td>PMMA</td>
<td>http://microchem.com/Prod-PMMA.htm</td>
</tr>
<tr>
<td>Acetone</td>
<td>WAKO</td>
<td>012-26821</td>
<td>http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspWkfcode=012-26821</td>
</tr>
</tbody>
</table>
```

elektrische-veldbesturingselement van elektronische staten in ws2 nanoapparaten door het elektrolyt gating

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

Een methode van vervoerder nummer controle door het elektrolyt gating wordt aangetoond. Wij hebben WS2 dunne vlokken met beide plat oppervlak via plakband methode of individuele WS2 nanotubes verkregen door het verspreiden van de opschorting van WS2 nanobuisjes. De geselecteerde monsters hebben zijn gefabriceerd in apparaten door het gebruik van de electron beam lithografie en elektrolyt wordt gelegd op de apparaten. We hebben gekenmerkt dat de elektronische eigenschappen van de apparaten uit onder de poort spanning toe te passen. In de kleine poort spanning regio, worden ionen in de elektrolyt verzameld op het oppervlak van de monsters die leidt tot de grote elektrische potentiële drop en resulterende elektrostatische vervoerder doping in de interface. Ambipolar overdracht kromme geconstateerd in deze elektrostatische doping regio. Wanneer de spanning van de poort verder wordt verhoogd, ontmoetten we een andere drastische verhoging van de huidige bron-afvoer wat inhoudt dat ionen worden tussenliggende in lagen van WS2 en elektrochemische vervoerder doping wordt gerealiseerd. In zo'n elektrochemische doping regio, supergeleiding geconstateerd. De gerichte techniek biedt een krachtige strategie voor de verwezenlijking van de faseovergang elektrische geplaatst-geïnduceerde quantum.

De typische transistor operaties van een individuele WS2 NT en een WS2 vlok-apparaten worden weergegeven in Figuur 3a en 3b, respectievelijk, waar de bron drain stroom (ikDS) als een functie van de spanning van de poort (V G) mooi is actief in een ambipolar-modus, een opmerkelijk contrast met de reactie van de unipolaire poort van de conventionele solide gated FET in eerdere publi...

Hier presenteren we een protocol om te controleren het verbindingsnummer in vaste stoffen met behulp van de elektrolyt.

Elektrische-veldbesturingselement van elektronische Staten in WS2 nanoapparaten door het elektrolyt Gating

A method of carrier number control by electrolyte gating is demonstrated. We have obtained WS2 thin flakes with atomically flat surface via scotch tape ...

Het algemene doel van deze procedure is om elektrolyt-gating te gebruiken om het aantal dragers te regelen en elektrisch-veld-geïnduceerde kwantumfaseovergangen in wolfraamdisulfide transistoren te bereiken. Deze techniek biedt een krachtige strategie voor het bereiken van kwantumfaseovergangen, inclusief elektrisch-veld-geïnduceerde supergeleiding. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat een sterk elektrisch veld kan worden gegenereerd, zelfs onder een lage biasvoltage, waardoor een grote dragerdichtheid wordt geïnduceerd door elektrostatica of elektrochemisch doping.Om te beginnen met het bereiden van de nanobuisdispersie, combineer ongeveer 0,8 milligram wolfraamdisulfide nanobuizen met acht milliliter isopropylalcohol. Soniceer het mengsel gedurende 20 minuten om het nanobuispoeder in het isopropylalcohol te dispergeren. Om verhitting van de suspensie te voorkomen, laat het een minuut rusten na elke vijf minuten soniceren.Schakel vervolgens een spin-coater en de bijbehorende vacuümpomp in. Plaats een schone silicium/siliciumdioxide substraat in het midden van de vacuümklem en fixeer deze op zijn plaats. Breng de 0,1 milligram per milliliter wolfraamdisulfide nanobuis suspensie in druppels aan op het substraat totdat het substraatoppervlak volledig bedekt is.Spin-coat het substraat gedurende 50 seconden bij 4.000 tpm. Om te beginnen met het bereiden van de wolfraamdisulfide vlokken, plaats een kleine bulk monster van wolfraamdisulfide op de klevende kant van siliconen-vrije plakband. Vouw voorzichtig de tape op en uit om mechanisch een dunne laag wolfraamdisulfide van de bulk te exfolieren.Ga door met vouwen en uitvouwen van de tape totdat de exfolieerde monster de tape bedekt als een dunne laag. Breng vervolgens de tape voorzichtig aan op het siliciumdioxide oppervlak van een schone silicium/siliciumdioxide substraat. Breng lichte druk aan op de tape om de wolfraamdisulfide vlokken op het substraat over te brengen.Separeer voorzichtig de tape van het substraat, waardoor het substraatoppervlak bedekt blijft met dunne wolfraamdisulfide vlokken. Om te beginnen met het fabriceren van het apparaat, plaats een silicium/siliciumdioxide substraat bedekt met wolfraamdisulfide nanobuizen of dunne vlokken op het midden van een spin-coater vacuümklem. Breng druppels PMMA aan op het substraat totdat het oppervlak bedekt is.Spin-coat het substraat gedurende 50 seconden bij 4.000 tpm om het substraat uniform te coaten met PMMA, waardoor de wolfraamdisulfide nanobuizen of vlokken worden beschermd tegen blootstelling aan lucht. Verhit het PMMA-gecoate substraat gedurende één minuut op 180 graden Celsius. Plaats vervolgens het substraat op de stage van een optisch microscoop uitgerust met een camera.Inspecteer het substraat bij 20X vergroting en identificeer zes tot tien geïsoleerde wolfraamdisulfide monsters van geschikte grootte. Maak foto's van elk geïsoleerd monster bij 5X, 20X en 100X vergroting. Open vervolgens CAD-software en laad het substraat rasterformaat.Importeer de foto's van de monsters en bepaal de grootte en locatie van elke foto aan de hand van de markeringen op het substraat. Teken een 1.200-micrometer vierkant en een 300-micrometer vierkant rond elk monster. Ontwerp grootschalige patronen inclusief gate, source, drain en andere pads in elk groot vierkant, met uitzondering van fijne structuren nabij de monsters.Voeg markeringen toe in elk klein vierkant voor nauwkeurige identificatie van de monsterlocaties. Wanneer er patronen zijn ontworpen voor alle monsters, verwijder dan alle behalve de patronen en markeringen. Exporteer de patronen en markeringen als DXF-bestanden.Plaats vervolgens het substraat op de monsterstage van een elektronenbundel litografie-instrument. Plaats de monsterstage in de hoofdkamer en begin met het vacuümpomp de kamer. Converteer het DXF-bestand van kleine markeringen naar een celbestand.Markeer het bestand voor elektronenbundel litografie en sla het bestand op in het con-formaat voor het elektronenbundel litografie-instrument. Zodra de druk in de hoofdkamer lager is dan vijf keer 10 tot de negatieve vijf pascal, open de instrumentsoftware en zet de elektronenkanon aan. Patter het substraat met de kleine markeringen.Patterneer vervolgens het substraat met de grotere ontwerpen met behulp van hetzelfde proces. Wanneer de litografie voltooid is, zet de elektronenbundel uit en sluit de software. Ventileer de hoofdkamer en verwijder het gepatterreerde substraat.Ontwikkel het substraat door het 30 seconden onder te dompelen in een een-op-drie mengsel van methylisobutylketon en isopropylalcohol. Was het substraat met isopropylalcohol en droog het ontwikkelde substraat met een stikstofpistool. Maak nog een set foto's van elk monster bij 5X, 20X en 100X vergroting.Importeer de afbeeldingen in CAD-software. Lokaliseer de afbeeldingen door de kleine markeringen. Ontwerp vervolgens de fijne structuur van het apparaat.Patterneer het substraat met elektronenbundel litografie, ontwikkel en droog het substraat. Om te beginnen met het elektrodedepositionsproces, fixeer het gepatterreerde substraat op een dampdepositie substraathouder. Bevestig de substraathouder aan een overdrachtsstang en vacuüm de kamer.Plaats vervolgens het substraat in de hoofdkamer van de verdamper. Begin met het draaien van de substraathouder. Evacueer de hoofdkamer.Open de sluiter en depositeer vijf nanometer chroom als de initiële hechtlaag. Verhoog vervolgens de stroom tot 30 ampère. Damp goud af met een geschikte depositiesnelheid en -dikte.Sluit de sluiter om het depositieproces te beëindigen. Verlaag langzaam de stroom tot nul en zet de stroombron uit. Stop vervolgens met het draaien van de substraathouder.Laat het substraat een uur rusten in de kamer om af te koelen tot kamertemperatuur voordat je het verwijdert. Bedek vervolgens de pads en gate-elektroden met tape, zorg ervoor dat de fijne structuren van het apparaat worden blootgesteld. Depositeer een 20-nanometer siliciumdioxide laag om de elektroden te beschermen tijdens elektrolyt-gating.Na het depositieproces

electric-field-control-electronic-states-ws2-nanodevices-electrolyte

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

We beschrijven het apparaat fabricage en meetprotocol voor koolstof nanobuis gebaseerde hoge frequentie biosensoren. De hoge frequentie sensing techniek vermindert de fundamentele ionische (Debye) screening effect en laat nanobuis biosensor in hoge ionische sterkte oplossingen waar conventionele elektronische biosensoren niet worden bediend. Onze technologie biedt een uniek platform voor point-of-care (POC) elektronische biosensoren die in fysiologisch relevante omstandigheden.

Fabricage van koolstof nanobuis High-Frequency Nano-elektronische biosensoren voor Sensing in High Ionic Strength Solutions

Dit document presenteert een gedetailleerde fabricage protocol voor gate-gedefinieerde halfgeleider laterale quantum dots op galliumarsenide heterostructuren. Deze nanoschaal apparaten worden gebruikt om enkele elektronen vangen voor gebruik als quantum bits in quantum information processing of voor andere mesoscopic experimenten zoals coherent geleidingsmetingen.

Nanofabricage van Gate-gedefinieerde GaAs / AlGaAs Lateral Quantum Dots

Een methodologie voor het bereiden van solid-state nanoporiën in oplossing voor biomoleculaire translocatie experimenten wordt gepresenteerd. Door het toepassen van korte pulsen van hoge elektrische velden kan de nanopore diameter beheersbaar worden uitgebreid met subnanometer precisie en zijn elektrische ruis kenmerken aanzienlijk verbeterd. Deze procedure wordt uitgevoerd in situ met behulp van standaard laboratoriumapparatuur onder experimentele omstandigheden.

Fine-tuning van de grootte en het minimaliseren van de Noise van Solid-state Nanoporiën

Het robuuste apparaat ontwerp van fringing-veld elektrostatische MEMS actuatoren resultaten in inherent lage squeeze-film demping omstandigheden en lange afwikkeling keer bij het uitvoeren van schakelingen met behulp van conventionele stap voorspanning. Real-time schakeltijd verbetering met DC-dynamische golfvormen vermindert de afwikkeling van de tijd van fringing-veld MEMS aandrijvingen bij de overgang tussen de up-to-down en down-to-up toestanden.

Real-Time DC-dynamische Biasing Methode voor het omschakelen Tijd Verbetering Ernstig Underdamped Fringing-veld elektrostatische MEMS Aandrijvingen

Dit document beschrijft het fabricageproces van een poort-afstelbaar grafeenapparaat, versierd met Coulomb-onzuiverheden voor studies met rastertunnelmicroscopie. Het in kaart brengen van de ruimtelijk afhankelijke elektronische structuur van grafeen in aanwezigheid van geladen onzuiverheden onthult het unieke gedrag van zijn relatieve ladingsdragers als reactie op een lokaal Coulomb-potentieel.

Fabricage van Gate-afstembare Grafeen Inrichtingen voor Scanning Tunneling Microscopy Studies met Coulomb Verontreinigingen

Het fabricageproces en experimentele karakteriseringstechnieken die relevant zijn voor enkele-elektronpompen op basis van silicium metaal-oxide-halfgeleider kwantumdots worden besproken.

Silicon metaal-oxide-halfgeleider Quantum Dots voor Single-electron Pumping

In deze paper, stroom gesubsidieerde diëlektroforese blijkt voor de zelf-assemblage van nanowire apparaten. De fabricage van een silicium nanowire veld effect transistor wordt weergegeven als een voorbeeld.

Stroom-bijgewoonde diëlektroforese: Een Low-Cost methode voor de fabricage van hoogwaardige oplossing-verwerkbaar Nanowire apparaten

De rectificatie van ion vervoer trajecten is een effectieve methode voor het genereren van een-directioneel ion-gesleept electrohydrodynamic stromen. Door het instellen van een ionenwisseling membraan in een kanaal, een elektrisch gepolariseerde voorwaarde wordt gegenereerd en zorgt ervoor dat een vloeibare stroom worden aangedreven wanneer een elektrisch veld wordt extern toegepast.

Generatie en de controle van de Electrohydrodynamic stroomt in waterig elektrolyt oplossingen

Het artikel beoogt de invoering van een standaard en betrouwbare fabricage-procedure voor de ontwikkeling van toekomstige lage dimensionale nano-elektronica.

Een standaard en betrouwbare methode om te fabriceren tweedimensionale nano-elektronica

Verwezenlijking van kwalitatief hoogwaardige Schottky contacten is noodzakelijk voor het bereiken van efficiënte gate modulatie in heterostructure veld effect transistors (HFETs). We presenteren de fabricage methodologie en de kenmerken van de dioden van de Schottky op Zn-polaire BeMgZnO/ZnO Heterostructuren met hoge dichtheid twee dimensionale electron gas (2DEG), geteeld door moleculaire straal plasma-bijgewoonde epitaxie op GaN sjablonen.

Fabricage van Schottky Diodes op Zn-polaire BeMgZnO/ZnO Heterostructure gegroeid door moleculaire Beam Plasma-bijgewoonde epitaxie

Het huidige protocol demonstreert de ontwikkeling van elektrolyt-gated grafeen veldeffect transistor (EGGFET) biosensor en de toepassing ervan in biomarker immunoglobuline G (IgG) detectie.

Ontwikkeling en functionalisering van elektrolyt-gated grafeen veldeffecttransistor voor biomarkerdetectie

Leer elektrolyt gating om ladingsdragers in WS₂ transistors te beheersen en kwantumfaseovergangen te induceren. Deze methode maakt elektrisch-veld-geïnduceerde supergeleiding mogelijk bij lage biasspanning.

Elektrische-veldbesturingselement van elektronische Staten in WS₂ nanoapparaten door het elektrolyt Gating

Meer video's verkennen