Polymeer-omwikkelde koolstofnanobuizen voor hoogwaardige veldeffecttransistoren

Volodymyr Derenskyi

Onderzoeksoutput

690 Downloads (Pure)

Samenvatting

Deze thesis beschrijft het fabriceren en optimaliseren van veldeffecttransistoren gemaakt met SWNTs. Het doel is het verbeteren van de prestaties van de transistoren en het ontwikkelen van een schaalbare en reproduceerbare productietechniek. Hieronder volgt een samenvatting van de thesis. In Hoofdstuk 2 introduceren we blade coaten als techniek voor het aanbrengen van de SWNTs in een geordende manier. We bestuderen de verschillen in prestaties van veldeffecttransistoren waarbij de SWNTs geselecteerd zijn met de polymeren poly-9,9-di-n-dodecyl-fluorenyl-2,7-diyl (PF12) en poly(3-dodecylthiofeen-2,5-diyl) (P3DDT). Hoofdstuk 3 omvat een studie over het mechanisme achter het transport van de ladingsdragers in ambipolaire FETs met semigeordende netwerken van polymeer-omwikkelde SWNTs. Wanneer deze FETs worden afgekoeld tot temperaturen rond het kookpunt van stikstof blijven de ambipolaire kenmerken bestaan, terwijl de aan-uit-verhouding verbetert tot 106. We observeren dat de mobiliteit van zowel elektronen als gaten vermindert door het afkoelen, hoewel een afwijking van deze trend optreedt bij temperaturen lager dan 150K. Bij deze temperaturen nemen de mobiliteiten namelijk weer licht toe. Hoofdstuk 4 beschrijft transistoren met korte kanalen gemaakt met één enkele ambipolaire SWNT. Deze transistoren zijn gefabriceerd met een polymeer-omwikkelde s-SWNT-oplossing, waarbij het omwikkelen is gedaan met de polymeer poly(2,5-dimethylidynenitrilo-3,4-didodecylthienyleen) (PAMDD). Door middel van elektrische karakterisatie van de veldeffecttransistoren konden we de zuiverheid van de halfgeleidende SWNT-oplossing schatten op meer dan 99.9%. Hoofdstuk 5 is toegewijd aan de fabricatie van koolstofnanobuisveldeffecttransistoren door middel van chemische zelfassemblage van halfgeleidende enkelwandige koolstofnanobuizen op substraten met vooraf gefabriceerde elektrodes. We hebben het polymeer gefunctionaliseerd met thiolhoudende zijketens om chemische zelfassemblage van de geselecteerde s-SWNTs op gouden elektrodes mogelijk te maken. De apparaten met individuele SWNTs hebben een uniek hoge opbrengst van 100% voor het aantal werkende apparaten, wat hiervoor nog nooit behaald is. De SWNTs die door middel van de thiolgroepen geassembleerd zijn zitten stabiel verankerd aan het substraat en zijn bestand tegen externe perturbatie zoals sonicatie in organische oplosmiddelen.
Vertaalde titel van de bijdragePolymeer-omwikkelde koolstofnanobuizen voor hoogwaardige veldeffecttransistoren
Originele taal-2English
KwalificatieDoctor of Philosophy
Toekennende instantie
  • Rijksuniversiteit Groningen
Begeleider(s)/adviseur
  • Loi, Maria, Supervisor
Datum van toekenning11-jul-2017
Plaats van publicatie[Groningen]
Uitgever
Gedrukte ISBN's978-90-367-9887-7
Elektronische ISBN's978-90-367-9886-0
StatusPublished - 2017

Citeer dit