Name: Campo elétrico controle de Estados eletrônicos em WS2 nanodispositivos por retenção de eletrólitos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-12T13:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 36 s
Description: Aprenda a usar o gating por eletrólito para controlar o número de portadores em transistores de dissulfeto de tungstênio. Esta técnica permite induzir transições de fase quântica por campo elétrico e supercondutividade.

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Reconhecemos o que apoio financeiro a seguir; Subsídio para promovido especialmente pesquisa (n º 25000003) de JSPS, subsídio para investigação atividade start-up (No.15H06133) e pesquisa desafiador (exploratória) (não. JP17K18748) do MEXT do Japão.

1. dispersão de WS 2 nanotubos (NTs) no substrato
<ol><li>Disperse o pó de2 NT WS em álcool isopropílico (IPA, mais de 99,8% de concentração), com adequada relação diluída (cerca de 0,1 mg/mL) por sonication por 20 min. Nota: A longa data sonication ajuda a tornar o WS2 NTs uniformemente suspensas no líquido do IPA e separado bem-formado individuais WS2 NTs de amorfo WS2 ou outras sucatas, bem como para remover o lixo acumulando na WS2 NTs superfície. Figura 2b mostra a suspensão final da WS2 NTs. Desde que a suspensão pode ser aquecida durante o processo de sonication, é melhor parar sonication a cada 5 min e continuar sonication após 1 min.</li>
	<li>Procedimento de revestimento de rotação para dispersar WS2 NTs no substrato.<ol>
<li>Inicie a máquina girar-revestidor e bomba de vácuo. Coloque um Si/SiO2 (3000 Å) substrato (1 x 1 cm) no centro do chuck e correção-por vácuo com bombeamento de velocidade de 80 L/min e pressão final de 20 kPa. Nota: Há um orifício localizado no centro do mandril conectar a bomba de vácuo, assim, o substrato é fixado por pressão do vácuo (velocidade de bombeamento é 80 L/min e pressão final é 20 kPa). O pressão do vácuo pode ser diferente dependendo da bomba.</li>
		<li>Definir parâmetros relevantes do procedimento pelo painel de controle da máquina girar-aplicador. Nota: Existem três etapas durante o procedimento de revestimento de rotação: velocidade (1) lentamente até 500 rpm dentro os primeiros 3 s, (2) rapidamente velocidade até 4000 rpm e continuar para 50 s, (3) abrandar e parar de girar para os últimos 3 s. Esses parâmetros podem ser diferentes dependendo do uso do giro-aplicador.</li>
		<li>Colocar uma gota (cerca de 0,01 mL) da suspensão de WS2 NT feito em (1.1) por uma pipeta sobre o substrato, até que o substrato é totalmente coberto pela suspensão (se não, coloque mais gotas). Em seguida iniciar rotação-revestimento com parâmetros relevantes em (1.2.2).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. preparação do floco fino no substrato através do método da fita adesiva
<ol><li>Colocar uma amostra de volume pequeno de WS2 (crescido através do método de transporte de vapor químico) na fita adesiva. Dobre a fita adesiva e desdobrá-lo lentamente para mecanicamente esfoliar a camada fina a granel. Repita este procedimento por várias vezes, até as amostras esfoliadas são finas o suficiente. Nota: Figura 2 g e h 2 mostram a fita inicial com amostra do WS2 em massa e a fita final após vários procedimentos de dobramento, respectivamente.</li>
	<li>Cole a fita adesiva no topo do substrato de cabeça para baixo, pressione levemente a fita e remova cuidadosamente a fita da parte superior do substrato. Nota: Depois de remover a fita, existem muitos flocos finos deixada sobre o substrato.</li>
</ol>3. fabricação de dispositivo por litografia de feixe de elétrons.
<ol><li>Processo de centrifugação-revestimento para cobrir a resistir para litografia de feixe de elétrons.<ol>
<li>Siga o mesmo procedimento de revestimento de rotação descrito em (1.2.1) e (1.2.2).</li>
		<li>Colocar uma gota (cerca de 0,04 mL) do methacrylate de polymethyl (PMMA) por uma pipeta para o substrato até o substrato é totalmente coberto de PMMA. Então inicie o processo de rotação-revestimento para cobrir uniformemente o PMMA na amostra de2 WS para impedi-lo de ser exposto no ar. Nota: PMMA é um do resiste para litografia de feixe de elétrons.</li>
		<li>Após o spin-revestimento, colocar o substrato na placa quente a 180 ° C e aqueça-a durante 1 min. Nota: Esses parâmetros podem ser diferentes dependendo do tipos de resistir.</li>
	</ol></li>
	<li>Selecção das amostras por microscopia óptica.<ol>
<li>Começa a microscopia ótica e câmera. Coloque o substrato no palco.</li>
		<li>Mover o palco e digitalizar toda a região do substrato com adequada ampliação (20 X) e entretanto, seleccionar amostras isoladas com tamanho adequado. Nota: No total, 6 a 10 amostras isoladas podem ser geralmente selecionadas para cada substrato de 1 cm x 1 cm.</li>
		<li>Tire fotos de cada amostra seleccionada com diferente ampliação de 5x e 20 X 100 X. Essas fotos são usadas para identificar a localização de cada amostra.</li>
	</ol></li>
	<li>Projeto do padrão de dispositivo em grande escala.<ol>
<li>Ativar o software AutoCAD e carregar o formato da estrutura do substrato. Inserir fotos tiradas em (3.2) e identificar o tamanho e a localização de cada foto consoante as marcas sobre o substrato.</li>
		<li>Inserir uma grande praça com comprimento de 1200 µm e uma pequena praça com comprimento de 300 µm que deve cercar cada amostra.</li>
		<li>Padrões de projeto em grande escala incluindo portão, fonte, dreno e outros blocos na praça grande exceto belas estruturas perto da amostra. Projeto pequenas marcas perto da amostra para identificar precisamente a localização das amostras no processo posterior de design para o padrão de dispositivo em pequena escala.</li>
		<li>REPEAT (3.3.2) para (3.3.3) para cada amostra.</li>
		<li>Grave as coordenadas do centro de cada quadrado grande e pequeno, respectivamente.</li>
		<li>Exclua fotos inseridas, grandes e pequenas praças e formato de treliça de substrato, deixando apenas a padrões projetados de grandes e pequenas marcas. Exporte os padrões de grandes e pequenas marcas como arquivos dxf, respectivamente.</li>
	</ol></li>
	<li>Primeira litografia de feixe de elétrons.<ol>
<li>Coloque o substrato no palco e corrigi-lo e inserir o palco para a câmara principal da máquina de litografia de feixe de elétrons.</li>
		<li>Ative o programa TCE (um programa para gerar um arquivo usado no processo de feixe de elétrons). Definir o tamanho do campo como 300 para a litografia de pequenas marcas. Use a ferramenta de conversor de dxf para transferir o arquivo dxf arquivo de célula.</li>
		<li>Carregar o arquivo de célula gerado em (3.4.2), digite o nome do arquivo, identificar a origem e identificar pontos com coordenadas de pequenos quadrados observadas em (3.3.5). Finalmente, identificar as coordenadas de um grande e marcas B e a pequena e a B marcas para cada ponto. Nota: A grande e B marcas são usadas para corrigir a direção do palco, enquanto A pequena e B marcas são usadas para identificar a incompatibilidade entre o projetado e padrão impresso, durante o processo de projeto de pequena escala padrão.</li>
		<li>Salve o arquivo como arquivo de con e esperar até que a pressão no interior da câmara principal é inferior a 5 x 10-5 PA. Nota: Porque o feixe de elétrons é de alta energia (50 kV de tensão de aceleração), a alta qualidade do vácuo é necessário.</li>
		<li>Quando a pressão da câmara principal torna-se baixo o suficiente para o processo de litografia de feixe de elétrons, ativar o programa de controle de feixe de elétron ESL-7500 e subsequentemente ligar o canhão de elétrons.</li>
		<li>Ligue o microscópio eletrônico de varredura (SEM) e mova o palco para a posição onde o substrato é na tela. Ajuste o brilho, contraste e foco.</li>
		<li>Ajustar o ângulo da fase por julgar da posição relativa da grande e B marcas originalmente projetadas sobre o substrato, até que o erro de direção é negligenciável na ampliação de 5000 X. Depois de corrigir a direção do palco, a posição do grande de registrar uma marca.</li>
		<li>Definir a amplitude do feixe de elétrons para litografia; pA 100 é para litografia de pequenas marcas. Mover o palco para a posição de ajuste de amplitude e selecione o modo de ponto para a câmera, alterar a amplitude do feixe de elétrons, até que ele atinja 100 pA pelo amperímetro. Depois de definir a amplitude do feixe de elétron, ajuste o brilho, contraste e foco.</li>
		<li>Arquivo de con carga salvou em (3.4.4) no programa TCE. Definir parâmetros relevantes: 2 s para tempo de dose e 300 para o tamanho do campo. Finalmente, inicie o processo de exposição. Nota: O tempo de Dose pode ser diferente dependendo da resist.</li>
		<li>Volta para o programa de controle do feixe elétrons ESL-7500, coloque 5000 X de ampliação e mova o palco para a posição registrada do grande uma marca. Confirmar a posição da e B grandes marcas.</li>
		<li>Conjunto de 30000 X de ampliação e confirmar a posição do pequena-A e B as marcas para a litografia de marcas pequenas primeiras projetado em (3.3.3). Nota: A litografia começa depois conformando pequenas marcas e leva segundo vários.</li>
		<li>Depois de terminar a litografia, repita este procedimento para todas as amostras. Por último, pare o processo de exposição e fechar o programa TCE.</li>
		<li>Siga o mesmo processo de (3.4.2) para (3.4.10) com parâmetros diferentes para a litografia do grande padrão projetado em (3.3.3). Na (3.4.2), defina o tamanho do campo como 1200. Em (3.4.3), apenas identificar as coordenadas de A grande e B marca excepto A pequena e B marcas. Em (3.4.8), defina a amplitude do feixe de elétrons como 1000 pA para a litografia do grande padrão. Em (3.4.9), selecione 1200 de tamanho de campo. Nota: Após o processo de (3.4.10), a litografia do grande padrão inicia e leva várias horas.</li>
		<li>Depois de terminar a litografia do padrão grande, mover o palco para a posição original, desligar o feixe de elétrons e parar o processo de exposição e o programa TCE. Abrir a câmara principal e tirar o substrato.</li>
	</ol></li>
	<li>Primeiro desenvolvimento.<ol>
<li>Fazer uma solução de metil isobutil cetona (MIBK) e IPA com a relação de MIBK: IPA = 1:3. Mergulhe o substrato na solução por 30 s e lavá-lo pelo líquido IPA e secá-lo pela arma de nitrogênio. Nota: Desenvolver o tempo pode mudar dependendo das condições ambientais como temperatura e umidade.</li>
		<li>Tire fotos por microscopia óptica para cada padrão impresso com diferente ampliação de 5x e 20 X 100 X.</li>
	</ol></li>
	<li>Projeto do teste padrão do dispositivo de pequena escala.<ol>
<li>Siga o mesmo processo (3.3). Em (3.3.1), carregar o padrão da estrutura de substrato, incluindo as marcas pequenas projetadas em (3.3.3) e inserir fotos tiradas após o primeiro desenvolvimento. Nota: O tamanho e a localização de cada foto depende as pequenas marcas projetadas em (3.3.3), em vez de marcas sobre o substrato.</li>
		<li>Projete a estrutura fina do padrão de dispositivo com fonte, dreno e outros eletrodos em pequenos quadrados em uma configuração de barra de Hall, que está ligado ao grande padrão impresso. Depois de projetar testes padrões pequenos, para todos os dispositivos, grave as coordenadas dos pequenos quadrados.</li>
		<li>Exclua fotos inseridas, pequenas praças e padrão de substrato, deixando apenas os padrões pequenos projetados. Exporte o pequeno padrão como arquivo dxf.</li>
	</ol></li>
	<li>Segunda litografia de feixe de elétrons.<ol>
<li>Siga o mesmo processo de (3.4.1) para (3.4.11) com os mesmos parâmetros para a litografia do pequeno padrão projetado em (3.6); conjunto de 300 para o tamanho do campo e selecione 100 pA para a amplitude do feixe de elétrons. Nota: O processo de litografia leva vários minutos para cada padrão pequeno.</li>
		<li>Após a litografia de padrão pequeno, mover o palco para a posição original, desligar o feixe de elétrons, parar o processo de exposição e fechar o programa TCE. Abrir a câmara principal e tirar o substrato.</li>
	</ol></li>
	<li>Em segundo lugar, desenvolver.<ol>
<li>Siga o mesmo processo em (3.5), com desenvolvimento simultâneo com 30 s.</li>
		<li>Tire fotos por microscopia óptica para cada padrão com diferente ampliação de 5x e 20 X 100 X.</li>
	</ol></li>
</ol>4. deposição de eletrodos
<ol><li>Deposição de eletrodos de ouro.<ol>
<li>Corrigir o substrato no suporte de substrato, ponha o titular de substrato na haste de transferência e inseri-lo na câmara principal do evaporador. Começa a rodar o titular do substrato.</li>
		<li>Depósito de Cr de 5 nm de espessura como a camada de aderência. Quando a pressão no interior da câmara principal torna-se menos de 10-4 Pa, ligue a fonte de alta tensão.</li>
		<li>Aumentar a corrente de injetor de elétron cuidadosamente com a tensão de aceleração fixa de 4 kV, até que a taxa de depósito medida pelo monitor de espessura torna-se estável em cerca de 0,5 Å/s (geralmente pre-evaporar Cr de cerca de 5 nm).</li>
		<li>Abrir o obturador e depositar Cr até atingir 5 nm de espessura. Fechar o obturador, lentamente diminuir a corrente de canhão de elétrons para zero e desligue a fonte de alta tensão.</li>
		<li>Posteriormente deposite Au de espessura apropriada. Ligue a fonte de corrente e aumentar lentamente a corrente até 30 a. evaporação Au, mantendo a corrente de 30 A, até que a taxa de depósito medida pelo monitor de espessura torna-se estável Å cerca de 1/s (geralmente pre-evaporar Au de cerca de 10 nm).</li>
		<li>Abra o obturador e comece a depositar Au. Depois de atingir a espessura pretendida, fechar o obturador, lentamente diminuir a corrente a zero e desligue a fonte atual. Nota: Nós usamos 60 nm para floco fino e 90 nm para o NT. A espessura adequada depende da amostra.</li>
		<li>Desde que o substrato é aquecido durante o processo de deposição, permanecem o substrato dentro da câmara por 1h para arrefecer a temperatura para perto da temperatura ambiente. Pare de girar o titular do substrato e tirá-lo por haste de transferência.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Deposição de SiO2 camada de proteção.<ol>
<li>Com a ajuda de microscopia óptica, cobre as almofadas e os eletrodos de portão de fita. Nota: Em princípio, apenas as belas estruturas de eletrodos são expostas a camada de depósito SiO2 para a proteção de eletrodos contra a reação química durante a retenção de eletrólitos.</li>
		<li>Siga o mesmo processo de (4.1.1) para (4.1.4) para depositar Cr de 5 nm de espessura como camada de aderência.</li>
		<li>Posteriormente, siga o mesmo processo do (4.1.1) para (4.1.4) para depositar SiO2 de 20 nm de espessura. Nota: A taxa de depósito de SiO2 é cerca de 1 Å/s, enquanto pré-evaporação SiO2 de cerca de 10 nm.</li>
		<li>Arrefecer o substrato dentro da câmara para h. 1 paragem rotação titular do substrato e tirá-lo pela barra de transferência. Remova a fita sob microscopia.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. conclusão do dispositivo
<ol><li>Substrato RISC.<ol>
<li>Ligue a máquina RISC e bomba de vácuo com a velocidade de bombeamento de 50 L/min e pressão final de 30 kPa. Corrigir o substrato no palco por vácuo chuck e ajustar o ângulo e posição do substrato.</li>
		<li>Escriba a carcaça em pedaços pequenos (geralmente aproximadamente 3 x 3 mm). Nota: O tamanho de cada peça é dependendo da localização de cada amostra seleccionada e o padrão projetado.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Decolagem do dispositivo.<ol>
<li>Selecione um dispositivo e mergulhá-lo em acetona (mais de 99,5% de concentração) por 1h à temperatura ambiente para remover o PMMA redundantes e ouro. Somente os eletrodos fabricados são deixados no substrato.</li>
		<li>Após o processo de decolagem, lave o substrato pelo IPA e secá-lo pela arma de nitrogênio.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Fio de ligação.<ol>
<li>Liga a ligação do fio-máquina. Corrigi o substrato sobre a microplaqueta-transportadora através da tira colar. Nota: Para o caso de2 NT WS, usamos rotador horizontal mostrada na Figura 2n.</li>
		<li>Com a ajuda da ligação do fio-máquina, conecte cada pad eletrodo e o eletrodo da transportadora microplaqueta um por um com um fio de ouro.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Eletrólito da gota de colocar.<ol>
<li>Colocar uma gota do eletrólito (menos de 0.5 µ l) no topo do dispositivo por uma pinça depois da imersão no líquido eletrólito. Nota: A quantidade de eletrólito é muito pequeno; cobre a estrutura fina do dispositivo e almofada portão mas evita cobrindo as almofadas do elétrodo. Nós usamos o eletrólito de KClO4 (mais de 99% de concentração) dissolvido em polietileno glicol (PEG; W M= 600) com [K]: índice [O] de 01:20 de acordo com a publicação anterior38.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. transporte de medições
<ol><li>Corrigir a microplaqueta-transportadora no porta-amostras e colocá-lo dentro da câmara de sistema de medição de propriedades físicas, a haste de transferência. Bomba na câmara pelo modo de alto vácuo.</li>
	<li>Conecte o sistema de medição, incluindo bloquear em amplificadores, nano-voltímetro, medidor de fonte e amplificador. Aplica uma constante corrente alternada (AC) com a frequência de 13 Hz para realizar as medições AC-lock-in.</li>
	<li>Execute o programa Keysight VEE (programas de medição).</li>
	<li>Na medida da resposta do portão, quando a tensão da porta é aplicada para o eletrólito (i. e., entre a fonte e portão eletrodos), varrer a tensão de porta com velocidade de 50 mV/s a 300 K, sob a condição de alto vácuo para reduzir a influência do ar na retenção de desempenho.</li>
	<li>Na medição da dependência da temperatura da resistência, primeiro arrefecer até 200K, com a taxa de resfriamento de 1 K/min em condições de alto vácuo, altere para a condição de-purgada e manter resfriamento até 10k com a taxa de resfriamento de 1 K/min. Quando a temperatura for inferior a 10 K, arrefecer e aquecer com a taxa de 0,2 K/min. Nota: A condição de-expurgados, condutância térmica e temperatura resultante estabilidade é melhor do que aqueles em condição de alto vácuo.</li>
</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Em WS2 NTs e flocos, nós ter controlado com sucesso as propriedades elétricas por eletrostáticas ou eletro químico portador de doping.
Na região de dopagem eletrostática, operação do transistor ambipolar tem sido observada. Essa curva de transferência ambipolar com uma alta de ligar/desligar ratio (> 102) observados em viés de baixa tensão indica a transportadora eficaz de doping na interface da técnica associada do eletrólito para o ajuste do nível de Fermi destes sistem...

Controle o número de porta-aviões é a técnica de chave para realizar a transição de fase quântica em sólidos1. O transistor de efeito de campo convencionais (FET), isso é conseguido pela utilização do portal sólido1,2. Em tal dispositivo, gradiente de potencial elétrico é uniforme em toda os materiais dielétricos por esse número de transportadora induzida na interface é limitado, mostrado na Figura 1a.
Por outro lado, conseguimos a maior densidade de porta-aviões para a interface ou a granel, substituindo os materiais dielétricos sólidos com géis/líquidos iônicos ou polímero eletrólitos3,4,5,6, 7,8,9,10,11 (Figura 1b). No doping pelo uso do líquido iônico electrostático, estrutura de camada dupla elétrica transistor (Edit) é formada na interface entre o líquido iônico e amostra, gerando forte campo elétrico (> 0.5 V/Å) mesmo em baixa tensão de polarização. Densidade resultante transportadora alta (> 1014 cm-2) induzida na causa13 interface10,12,o romance eletrônico Propriedades ou quântica transição de fase tais como campo elétrico induzido ferromagnetismo14, bloqueio de Coulomb15, transporte ambipolar16,17,18,19,20, 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27, formação de junção p-n e electroluminance resultante28,29,30, grande modulação dos poderes termelétrica31,32, onda de densidade de carga e Mott transições33,34,35, e36,37 , incluindo a supercondutividade elétrica campo-induzida9 a transição metal-isolante elétrico campo-induzida ,10,11,38,39,40,41,42,43,44 ,,45,46,47,,48,49.
O gating eletrólito (Figura 1C), íons não são acumulados somente na interface para formar Edit, mas podem também ser intercaladas em camadas de materiais bidimensionais via difusão térmica sem amostra prejudicial sob aplicando a tensão do grande portão, levando para a eletroquímica antidoping8,9,11,34,38,50,51,52,53 . Assim, nós podemos mudar drasticamente o número de porta-aviões em comparação com o transistor de efeito de campo convencionais usando a porta sólida. Em particular, o campo elétrico induzido supercondutividade9,11,34,38,50 é realizado pelo uso de eletrólito gating na região da grande transportadora número onde não temos acesso pelo método convencional sólido associado.
Neste artigo, apresentamos esta técnica única de controle número do portador em sólidos e visão geral sobre o funcionamento do transistor e supercondutividade elétrica campo-induzida em semicondutores WS2 amostras como WS2 flocos e WS2 nanotubos54,55,56,57.

<table><tbody><tr><td>Máquina de sonicação</td><td>SND Co., Ltd.</td><td>US-2</td><td>http://www.senjyou.jp/</td></tr> <tr><td>Máquina de revestimento giratório</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>Placa Quente</td><td>TAIYO</td><td>HP131224</td><td>http://www.taiyo-kabu.co.jp/products/detail.php?product_id=431</td></tr><tr><td>Microscopia Óptica</td><td>OLYMPUS</td><td>BX51</td><td>https://www.olympus-ims.com/ja/microscope/bx51p/</td></tr> <tr><td>Máquina de Litografia por Feixe de Elétrons</td><td>ELIONIX INC.</td><td>ELS-7500I</td><td>https://www.elionix.co.jp/index.html</td></tr><tr><td>Máquina de riscagem</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>Máquina de ligação de fios</td><td>WEST&middot; TÍTULO&nbsp;</td><td>7476D-79</td><td>https://www.hisol.jp/products/bonder/wire/mgb/b.html</td></tr><tr><td>Sistema de Medição de Propriedades Físicas</td><td>Design Quântico</td><td>PPMS</td><td>http://www.qdusa.com/products/ppms.html</td></tr><tr><td>Amplificador de bloqueio</td><td>Stanford Research Systems</td><td>SRS830</td><td>http://www.thinksrs.com/products/SR810830.htm</td></tr><tr><td>Medidor de fonte</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&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>acetona</td><td>WAKO</td><td>012-26821</td><td>http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspWkfcode=012-26821</td></tr></tbody></table>

campo elétrico controle de estados eletrônicos em ws2 nanodispositivos por retenção de eletrólitos

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

Um método de controle de número de porta-aviões por retenção de eletrólitos é demonstrado. Nós obtivemos WS2 flocos finos com superfície plana atomicamente através do método da fita adesiva ou individuais WS2 nanotubos por dispersar a suspensão do WS2 nanotubos. As amostras selecionadas tem sido fabricadas em dispositivos pelo uso da litografia de feixe de elétrons e o eletrólito é colocado nos dispositivos. Nós têm caracterizado as propriedades eletrônicas dos dispositivos sob aplicando a tensão do portão. Na região de tensão pequeno portão, íons no eletrólito são acumulados na superfície das amostras que leva à grande elétrico potencial gota e resultante eletrostática transportadora de doping na interface. Observou-se a curva de transferência ambipolar nesta região de dopagem eletrostática. Quando a tensão da porta é ainda maior, nos conhecemos mais um aumento drástico da corrente de fonte-dreno que implica que os íons são intercaladas em camadas de WS2 e eletroquímica portador de doping é realizado. Em tal região de dopagem eletroquímica, observou-se supercondutividade. A técnica focalizada fornece uma poderosa estratégia para alcançar a fase de transição quântica elétrico arquivado-induzida.

As operações de transistor típico de um indivíduo WS2 NT e um dispositivos de floco WS2 são mostradas na Figura 3a e 3b, respectivamente, onde a fonte drenar corrente (euDS) como uma função da tensão da porta (V G) gentilmente opera em um modo ambipolar, mostrando um notável contraste com a resposta de portão unipolar pelo FET gated sólido convencional em anterior publicação<sup c...

Aqui, apresentamos um protocolo para controlar o número de porta-aviões em sólidos usando o eletrólito.

Campo elétrico controle de Estados eletrônicos em WS2 nanodispositivos por retenção de eletrólitos

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

O objetivo geral deste procedimento é usar o gating de eletrólitos para controlar o número de portadores e obter transições de fase quântica induzidas por campo elétrico em transistores de dissulfeto de tungstênio. Essa técnica fornece uma estratégia poderosa para alcançar transições de fase quânticas, incluindo supercondutividade induzida por campo elétrico. A principal vantagem desta técnica é que um forte campo elétrico pode ser gerado mesmo sob baixa tensão de polarização, induzindo grande densidade de portadores por dopagem eletrostática ou eletroquímica.Para começar a preparar a dispersão de nanotubos, combine cerca de 0,8 miligramas de nanotubos de dissulfeto de tungstênio com oito mililitros de álcool isopropílico. Sonicar a mistura por 20 minutos para dispersar o pó do nanotubo no álcool isopropílico. Para evitar o aquecimento da suspensão, descanse-a por um minuto a cada cinco minutos de sonicação.Em seguida, ligue um revestidor giratório e sua bomba de vácuo anexada. Coloque um substrato limpo de silício/dióxido de silício no centro do mandril a vácuo e fixe-o no lugar. Aplique a suspensão de nanotubos de dissulfeto de tungstênio de 0,1 miligrama por mililitro no substrato em gotas até que a superfície do substrato esteja completamente coberta.Centrifugar o substrato a 4 000 rpm durante 50 segundos. Para começar a preparar os flocos de dissulfeto de tungstênio, coloque uma pequena amostra a granel de dissulfeto de tungstênio no lado adesivo da fita adesiva sem silicone. Dobre e desdobre cuidadosamente a fita para esfoliar mecanicamente uma fina camada de dissulfeto de tungstênio do volume.Continue dobrando e desdobrando a fita até que a amostra esfoliada cubra a fita como uma camada fina. Em seguida, aplique suavemente a fita na face de dióxido de silício de um substrato limpo de silício/dióxido de silício. Aplique uma leve pressão na fita para transferir os flocos de dissulfeto de tungstênio para o substrato.Separe cuidadosamente a fita do substrato, deixando a superfície do substrato revestida com flocos finos de dissulfeto de tungstênio. Para iniciar a fabricação do dispositivo, coloque um substrato de silício/dióxido de silício revestido com nanotubos de dissulfeto de tungstênio ou flocos finos no centro de um mandril de vácuo de revestimento giratório. Aplique gotas de PMMA no substrato até que sua superfície esteja coberta.Gire o substrato a 4.000 rpm por 50 segundos para revestir uniformemente o substrato com PMMA, protegendo assim os nanotubos ou flocos de dissulfeto de tungstênio da exposição ao ar. Aqueça o substrato revestido com PMMA a 180 graus Celsius por um minuto. Em seguida, coloque o substrato no palco de um microscópio óptico equipado com uma câmera.Inspecione o substrato com ampliação de 20X e identifique seis a 10 amostras isoladas de dissulfeto de tungstênio de tamanho adequado. Tire fotos de cada amostra isolada com ampliação de 5X, 20X e 100X. Em seguida, abra o software CAD e carregue o formato da rede do substrato.Importe as imagens das amostras e determine o tamanho e a localização de cada imagem a partir das marcas no substrato. Desenhe um quadrado de 1.200 micrômetros e um quadrado de 300 micrômetros ao redor de cada amostra. Projete padrões em grande escala, incluindo portão, fonte, dreno e outras almofadas em cada quadrado grande, excluindo estruturas finas próximas às amostras.Adicione marcas em cada pequeno quadrado para identificação precisa dos locais da amostra. Quando os padrões tiverem sido projetados para todas as amostras, exclua todos, exceto os padrões e as marcas. Exporte os padrões e marcas como arquivos DXF.Em seguida, coloque o substrato no estágio de amostra de um instrumento de litografia por feixe de elétrons. Insira o sample stage na câmara principal e comece a evacuar a câmara. Converta o arquivo DXF de pequenas marcas em um arquivo de célula.Marque o arquivo para litografia por feixe de elétrons e salve o arquivo no formato con para o instrumento de litografia por feixe de elétrons. Quando a pressão da câmara principal estiver abaixo de cinco vezes 10 elevado a cinco pascais negativos, abra o software do instrumento e ligue o canhão de elétrons. Padronize o substrato com as pequenas marcas.Em seguida, espalhe o substrato com os desenhos maiores usando o mesmo processo. Quando a litografia estiver concluída, desligue o feixe de elétrons e saia do software. Ventile a câmara principal e remova o substrato padronizado.Desenvolver o substrato por imersão numa mistura de um a três de metil isobutilcetona e álcool isopropílico durante 30 segundos. Lave o substrato com álcool isopropílico e seque o substrato desenvolvido com uma pistola de nitrogênio. Tire outro conjunto de fotos de cada amostra com ampliação de 5X, 20X e 100X.Importe as imagens para o software CAD. Localize as imagens por meio de pequenos marcadores projetados. Em seguida, projete a estrutura fina do dispositivo.Padronize o substrato com litografia por feixe de elétrons, desenvolva e seque o substrato. Para iniciar o processo de deposição do eletrodo, fixe o substrato padronizado em um suporte de substrato de deposição de vapor. Fixe o suporte do substrato a uma haste de transferência e evacue a câmara.Em seguida, insira o substrato na câmara principal do evaporador. Comece a girar o suporte do substrato. Evacue a câmara principal.Abra o obturador e deposite cinco nanômetros de cromo como camada de adesão inicial. Em seguida, aumente a corrente para 30 ampères. Evaporar o ouro com taxa de deposição e espessura adequadas.Feche o obturador para terminar a deposição. Reduza lentamente a corrente a zero e desligue a fonte de corrente. Em seguida, pare a rotação do suporte do substrato.Deixe o substrato descansar na câmara por uma hora para esfriar até a temperatura ambiente antes de removê-lo. Em seguida, cubra as almofadas e os eletrodos da porta com fita adesiva, tomando cuidado para expor as estruturas finas do dispositivo. Deposite uma camada de dióxido de silício de 20 nanômetros para proteger os eletrodos durante a ativação de eletrólitos.Após a deposição do eletrodo, separe os dispositivos cortando o substrato em pequenos pedaços. Mergulhe um dispositivo em acetona por uma hora em temperatura ambiente para remover PMMA e ouro residuais. Em seguida, lave o dispositivo com álcool isopropílico e seque-o com uma pistola de nitrogênio.Fixe o dispositivo em um suporte de chip com pasta de prata condutora. Conecte cada eletrodo a um eletrodo no suporte do chip com fios de ouro de 25 micrômetros de espessura. Em seguida, mergulhe uma pinça em uma solução eletrolítica.Aplique cuidadosamente o eletrólito na estrutura fina do dispositivo e na almofada do portão sem cobrir as almofadas do eletrodo. Em seguida, fixe o suporte do chip no suporte de amostra do sistema de medição. Use a haste de transferência para inserir o porta-amostras no sistema.Evacue a câmara para condições de alto vácuo. Use o software de medição para realizar medições de transporte. Curvas de transferência ambipolares foram observadas tanto para os nanotubos de dissulfeto de tungstênio quanto para os dispositivos de flocos.O comportamento ambipolar foi reversível e repetível, sugerindo que essas operações resultaram de dopagem eletrostática. A corrente fonte-dreno de um dispositivo de nanotubo de dissulfeto de tungstênio foi examinada em função da tensão da porta e do tempo de espera. O comportamento de saturação inicial indicou dopagem eletrostática.A dopagem eletroquímica foi observada em tensões de porta mais altas. O aumento dramático na corrente fonte-dreno quando a tensão da porta foi mantida em oito volts por vários minutos indicou a intercalação de íons de potássio nas camadas de dissulfeto de tungstênio sem danificar a estrutura cristalina. Uma resposta de porta semelhante foi observada para dispositivos de flocos de dissulfeto de tungstênio.O comportamento de saturação ocorreu à medida que a tensão da porta foi aumentada para seis volts, mas nenhuma mudança significativa na densidade da portadora foi observada. Esse comportamento foi indicativo de dopagem eletrostática. A corrente de dreno da fonte e a densidade da portadora aumentaram quando a tensão da porta excedeu seis volts, indicando que a intercalação ocorreu.Após a dopagem eletroquímica, tanto o nanotubo de dissulfeto de tungstênio quanto os dispositivos de flocos apresentaram supercondutividade em baixas temperaturas. Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores em física da matéria condensada e ciência dos materiais explorarem transições de fase elétricas, incluindo a supercondutividade induzida por campo elétrico e as transições de fase da estrutura em uma variedade de materiais. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como usar o gating de líquido iônico em sólidos para dopagem eletrostática e eletroquímica.

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