Name: a standard and reliable method to fabricate two-dimensional nanoelectronics
Uploaded: 2018-08-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics at JoVE.com

Bu eser No Ulusal Bilim Konseyi Tayvan sözleşme altında tarafından desteklenmiştir EN 105-2112-M-003-016-MY3. Bu eser kısmen Ulusal Nano aygıt laboratuvarları ve Elektrik Mühendisliği Ulusal Tayvan Üniversitesi e-beam laboratuvar tarafından desteklenmiştir.

1. 2D yarı heterojunction transistörler imalat süreci
<ol><li>Ticari c-uçak Safir hazırlayın.<ol>
<li>Aseton ile tek taraflı parlak safir (2 inç) yıkayın.</li>
		<li>Safir substrat izopropil alkol ile yıkayın.</li>
	</ol></li>
	<li>Ecek2 Safir substrat CVD sıcak-duvar fırınında kullanarak üzerinde büyür.<ol>
<li>Molibden trioksit (MoO3) toz kuvars tekneyle 0.6 g yer Isıtma, bölge merkezi fırın. Safir substrat aşağı yanında MoO3 toz içeren kuvars tekne koymak.</li>
		<li>Kükürt (S) toz fırın ters yönde kenarındaki bir ayrı kuvars tekne hazır olun. 190 ° c sıcaklık reaksiyonu sırasında korumak.</li>
		<li>Argon kullanın (Ar = 70 sccm, 40 Torr) gaz akışı ile 750 ° c merkez alan Isıtma sırasında Safir substrat S ve MoO3 buharlar getirmek için</li>
		<li>Isıtma alanı 750 ° C, 15dk için istenen büyüme sıcaklığını ulaştıktan sonra tutmak ve doğal olarak aşağı oda sıcaklığına fırın serin.</li>
	</ol></li>
	<li>EBL gerçekleştirin. Not: Bir ince Au yaklaşık 5 nm yatırılır Safir substrat üzerine tüm EBL işlemler sırasında boşaltma için SAÇTIRMA tarafından<ol>
<li>Bir optik mikroskobu, nerede PT2 monolayer pul gözlenir, bir alanı kullanarak belirleyin ve sonra tasarım şerit deseni düzeni tasarım yazılımı (AutoCAD) kullanarak bu özel alan için.</li>
		<li>Spin-ceket fotorezist (PR), örneğin polimetil metakrilat (PMMA) veya P015, üstünde tepe-in 60 2000 devirde örnek s (Oda sıcaklığında). PR spin kaplama sonra tüm örnek kapsamış emin olun.</li>
		<li>Örnek (yumuşak fırında) 90 için 100 ° C'de ısı PR çözücüler buharlaşır ve yapışma geliştirmek üzere s.</li>
		<li>Adım 1.3.1 desen mizanpajda belirli bir dosyaya dönüştürmek (örnek: GDS dosya) ve EBL yazılımı yükleyin.</li>
		<li>Elektron ışını düzeni satırlarında genişliğine göre ideal doz belirlemek. Not: 1 µm dar çizgi genişliği için 110 µC/cm2elektron ışını ideal doz olduğunu; 1-5 µm çizgi genişliği için doz 100 µC/cm2' dir; ve 5 mikron geniş çizgi genişliği için doz 80 µC/cm2' dir.</li>
		<li>Elektron ışını örneğe açığa başlatın.</li>
		<li>Sonrası pozlama fırında (PEB) örnek üzerinde duran dalga etkileri azaltmak için maruz kaldıktan sonra uygulanır. Örnek için 90 120 ° C'de ısı s.</li>
		<li>Tetramethylammonium hidroksit (TMAH) %2.38 geliştirici olarak kullanın. TMAH TMAH 200 mL deiyonize su için 10 ile dışarı 80 s. Yıkama için örneğe bırakın s.</li>
		<li>Desen de optik mikroskobu tarafından geliştirilen inceleyin.</li>
		<li>110 ° c 90 için örnek PR sıcakta ilave su kurtulmak için sabit fırında yapmak s.</li>
	</ol></li>
	<li>50 W oksijen (O2) plazma gravür (1st gravür) için 30 kullanarak şerit yapılar tanımlamak s 2 dk ve 50 mL aseton kullanarak kaldır PR.</li>
	<li>Tungsten diselenide (WSe2) WSe2 katman Safir substrat üzerinde zaten var olan PT2 şeritler arasında tercih edilen bir büyüme sonuçlanacaktır hedef konumu, CVD kullanarak büyümek.<ol>
<li>Tungsten trioksit (WO3) toz kuvars tekneyle 0.6 g yer Isıtma, bölge merkezi fırın. Safir substrat aşağı yanında WO3 toz içeren kuvars tekne koymak.</li>
		<li>Selenyum (Se) toz fırın ters yönde kenarındaki bir ayrı kuvars tekne hazır olun. 260 ° c sıcaklık reaksiyonu sırasında korumak.</li>
		<li>AR/H2 kullanın (Ar 90 sccm, H2 = 6 sccm, 20 Torr =) gaz akışı merkez alan 925 ° C'ye ısınma sırasında Safir substrat Se ve WO3 buharlar getirmek için</li>
		<li>Isıtma alanı 925 ° C, 15dk için istenen büyüme sıcaklığını ulaştıktan sonra tutmak ve doğal olarak aşağı oda sıcaklığına fırın serin.</li>
	</ol></li>
	<li>Metal yüzey diziler ve hizalama işaretlerini imal.<ol>
<li>Metal yüzey diziler ve hizalama şekillerinin tekniği biçimlenme fotolitografi kullanarak işaretleri yerleşimi.</li>
		<li>Depozito 20 nm/60 nm Ti/Au elektron silahıyla evaporatör kullanarak. Not: Altın metal yastıkları oksitlenmeye önlemek için kullanılır.</li>
		<li>Hazırlamak ve aseton PR dağıtılması ve kalkış gerçekleştirmek için 100 mL örnek daldırın. Salla ve aseton metal yastıkları belirgin hale kadar optik mikroskobu ile tüm süreç izleme sırasında darbe.</li>
	</ol></li>
	<li>Ecek2- WSe2 heterojunction üstüne bir şerit şekli desen paylaşımlı için başka bir EBL işlem gerçekleştirin.<ol>
<li>Ecek2- WSe2 heterojunction hedef konumda ve optik mikroskobu kullanılarak hizalama işaretlerini arasında koordinat deplasman ölçmek ve bu ölçümlerde bir yazılım (AutoCAD) kullanarak temel şerit-şekil düzeni tasarlayın.</li>
		<li>Spin-ceket PR, örneğin PMMA veya P015, üstünde tepe-in 60 2000 devirde örnek s (Oda sıcaklığında). PR spin kaplama sonra tüm örnek kapsamış emin olun.</li>
		<li>Örnek (yumuşak fırında) 90 için 100 ° C'de ısı PR çözücüler buharlaşır ve yapışma geliştirmek üzere s.</li>
		<li>Adım 1.7.1 desen mizanpajda belirli bir dosyaya dönüştürmek (örnek: GDS dosya) ve EBL yazılımı yükleyin.</li>
		<li>Elektron ışını düzeni satırlarında genişliğine göre ideal doz belirlemek. Not: 1 µm dar çizgi genişliği için 110 µC/cm2elektron ışını ideal doz olduğunu; 1-5 µm çizgi genişliği için doz 100 µC/cm2' dir; ve 5 mikron geniş çizgi genişliği için doz 80 µC/cm2' dir.</li>
		<li>Safir substrat hizalama işaretlerini pozisyonda onun yazışma düzeni eşleşen EBL makineyi ayarlayın.</li>
		<li>Elektron ışını örneğe açığa başlatın.</li>
		<li>PEB örnek üzerinde duran dalga etkileri azaltmak için maruz kaldıktan sonra uygulanır. Örnek için 90 120 ° C'de ısı s.</li>
		<li>TMAH %2.38 geliştirici olarak kullanın. Bırakın 10 için 200 mL deiyonize su ile TMAH dışarı 80 s. Yıkama için TMAH için örnek s.</li>
		<li>Desen de optik mikroskobu tarafından geliştirilen inceleyin.</li>
		<li>110 ° c 90 için örnek PR sıcakta ilave su kurtulmak için sabit fırında yapmak s.</li>
	</ol></li>
	<li>O2 plazma gravür (2nd gravür) bir şerit şeklinde yanal heterojunction tanımlamak için kullanın ve PR aseton tarafından kaldırın.</li>
	<li>Ti/Au metal elektrot desen paylaşımlı EBL işlemi gerçekleştirin.<ol>
<li>Ecek2- WSe2 heterojunction hedef konumda ve optik mikroskobu kullanılarak hizalama işaretlerini arasında koordinat deplasman ölçmek ve bu ölçümlerde bir yazılım (AutoCAD) kullanarak temel metal elektrot düzeni tasarlayın.</li>
		<li>Spin-ceket PR, örneğin PMMA veya P015, üstünde tepe-in 60 2000 devirde örnek s (Oda sıcaklığında). PR spin kaplama sonra tüm örnek kapsamış emin olun.</li>
		<li>Örnek (yumuşak fırında) 90 için 100 ° C'de ısı PR çözücüler buharlaşır ve yapışma geliştirmek üzere s.</li>
		<li>Adım 1.9.1 desen mizanpajda belirli bir dosyaya dönüştürmek (örnek: GDS dosya) ve EBL yazılımı yükleyin.</li>
		<li>Elektron ışını düzeni metal satırlarında genişliğine göre ideal doz belirlemek. Not: 1 µm dar metal çizgi genişliği için 110 µC/cm2elektron ışını ideal doz olduğunu; 1-5 µm çizgi genişliği için doz 100 µC/cm2' dir; ve 5 mikron geniş çizgi genişliği için doz 80 µC/cm2' dir.</li>
		<li>Hizalama işaretlerini pozisyonlarda Safir substrat eşleşen düzeni, yazışmalarda EBL makineyi ayarlayın.</li>
		<li>Elektron ışını örneğe açığa başlatın.</li>
		<li>PEB örnek üzerinde duran dalga etkileri azaltmak için maruz kaldıktan sonra uygulanır. Örnek için 90 120 ° C'de ısı s.</li>
		<li>TMAH %2.38 geliştirici olarak kullanın. Bırakın 10 için 200 mL deiyonize su ile TMAH dışarı 80 s. Yıkama için TMAH için örnek s.</li>
		<li>Desen de optik mikroskobu tarafından geliştirilen inceleyin.</li>
		<li>110 ° c 90 için örnek PR sıcakta ilave su kurtulmak için sabit fırında yapmak s.</li>
	</ol></li>
	<li>Ti/Au Metal birikimi ve kalkış gerçekleştirmek<ol>
<li>100'den küçük kalınlığı ile elektron silahıyla evaporatör kullanarak Ti/Au metal mevduat nm, aksi takdirde, PR ve istenmeyen metal kalkış ile çıkarmak zor olacak.</li>
		<li>Hazırlamak ve aseton PR dağıtılması ve kalkış gerçekleştirmek için 100 mL örnek daldırın. Salla ve aseton sadece metal çizgiler ve yastıkları yaptı kadar optik mikroskobu ile tüm süreç izleme sırasında darbe.</li>
	</ol></li>
	<li>Adım 1.9 EBL işlemi gerçekleştirir, ancak Ti/otomatik güncelleştirmeler yerine Pd/Au metal elektrot'ın desen paylaşımlı.</li>
	<li>Adım 1,10 metal birikimi ve kalkış işlemi gerçekleştirir, ancak Pd/Au Ti/otomatik güncelleştirmeler yerine mevduat.</li>
</ol>2. 2D arka kapı transistörler imalat süreci
<ol><li>Hizalama işareti Si/SiO2 yüzeylerde arka kapı hazırlayın.<ol>
<li>Ev yapımı ya da ticari SiO2/sı substrat hazırlayın.</li>
		<li>Fotolitografi veya EBL desenlendirme tekniklerini hizalama işareti tanımlamak için kullanın.</li>
		<li>Toplam hedef alan derinliği 1000 nm ulaşıncaya kadar reaktif iyon (RIE) aşındırma SiO2/sı yüzey üzerinde gerçekleştirmek ve PR O2 plazma tarafından kurulan hizalama işaretlerini ortaya çıkarmak için kaldırın.</li>
		<li>Fotolitografi tekniği biçimlenme kullanarak metal pad dizilerin şekillerinin yerleşimi.</li>
		<li>Depozito 20 nm/60 nm Ti/Au elektron silahıyla evaporatör kullanarak. Not: Altın metal yastıkları oksitlenmeye önlemek için kullanılır.</li>
		<li>Hazırlamak ve aseton PR dağıtılması ve kalkış gerçekleştirmek için 100 mL örnek daldırın. Salla ve metal yastıkları belirgin hale kadar tüm süreç süre tarafından optik mikroskobu izleme aseton darbe.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ecek CVD2 Safir substrat sıcak-Duvar fırın içinde gerçekleştirin.<ol>
<li>Yer 0.6 g MoO3 tozu bir kuvars tekne içinde yer alan Isıtma, bölge merkezi fırın. Safir substrat aşağı yanında MoO3 toz içeren kuvars tekne koymak.</li>
		<li>S toz fırın ters yönde kenarındaki bir ayrı kuvars tekne hazır olun. 190 ° c sıcaklık reaksiyonu sırasında korumak.</li>
		<li>Argon kullanın (Ar = 70 sccm, 40 Torr) gaz akışı ile 750 ° c merkez alan Isıtma sırasında Safir substrat S ve MoO3 buharlar getirmek için</li>
		<li>Isıtma alanı 750 ° C, 15dk için istenen büyüme sıcaklığını ulaştıktan sonra tutmak ve doğal olarak aşağı oda sıcaklığına fırın serin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ecek2 geri-gated SiO2/sı substrat için Safir aktarın.<ol>
<li>Spin kat PMMA ile 30 için 3500 RPM eğirmek hız s PT2 film üstüne.</li>
		<li>Ecek2/sapphire fırında PMMA kaplama güçlendirmek amacıyla 3 dk 120 ° C'de örnek.</li>
		<li>Ecek2/Sapphire örnek için yaklaşık 30 dk Safir substrat PT2 film ayırmak için 2 h 50 mL amonyak çözeltisi (% 14.5) daldırma.</li>
		<li>Pick up film ve SiO2/sı substrat için transfer.</li>
		<li>Ecek2 SiO2 katmanları arasındaki yapışma geliştirmek için PT2/SiO2/sı örnek pişirin. Örnek yaklaşık 30 dk 1 h için 120 ° C'de ısı.</li>
		<li>PMMA 30 mL aseton yaklaşık 30 dk 2 h ile yıkayarak çıkarın.</li>
		<li>Örnek izopropil alkol ile durulayın ve kuru havaya için azot kullanın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>EBL gerçekleştirin. Not: Hiçbir ince Au Si bir şekilde iletken olduğundan EBL işlemi sırasında SiO2/sı substrat yatırılır vardır.<ol>
<li>Hedef konumlar arasında koordinat deplasman ölçmek ve hizalamayı optik mikroskobu kullanarak işaretler ve bu ölçümlerde üzerinde temel bir tasarım yazılımı kullanarak metal elektrot desen düzeni tasarlayın. Not: Metal elektrotlar SiO2/sı substrat metal yastıkları PT2 örnek hedef noktaları bağlayın.</li>
		<li>Spin-ceket PR, örneğin PMMA veya P015, üstünde tepe-in 60 2000 devirde örnek s (Oda sıcaklığında). PR tüm örnek kapsamış emin olun.</li>
		<li>Örnek (yumuşak fırında) 90 için 100 ° C'de ısı PR çözücüler buharlaşır ve yapışma geliştirmek üzere s.</li>
		<li>Adım 2.4.1 desen mizanpajda belirli bir dosyaya dönüştürmek (örnek: GDS dosya) ve EBL yazılımı yükleyin.</li>
		<li>Elektron ışını düzeni metal satırlarında genişliğine göre ideal doz belirlemek. Not: 1 µm dar metal çizgi genişliği için 110 µC/cm2elektron ışını ideal doz olduğunu; 1-5 µm çizgi genişliği için doz 100 µC/cm2' dir; ve 5 mikron geniş çizgi genişliği için doz 80 µC/cm2' dir.</li>
		<li>Hizalama işaretlerini pozisyonda Si/SiO2 substrat onun yazışma düzeni eşleşen EBL makineyi ayarlayın.</li>
		<li>Elektron ışını örneğe açığa başlatın.</li>
		<li>PEB örnek üzerinde duran dalga etkileri azaltmak için maruz kaldıktan sonra uygulanır. Örnek için 90 120 ° C'de ısı s.</li>
		<li>TMAH %2.38 geliştirici olarak kullanın. TMAH TMAH 200 mL deiyonize su için 10 ile dışarı 80 s. Yıkama için örneğe bırakın s.</li>
		<li>Desen de optik mikroskobu tarafından geliştirilen inceleyin.</li>
		<li>110 ° c 90 için örnek PR sıcakta ilave su kurtulmak için sabit fırında yapmak s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Au Metal birikimi ve kalkış gerçekleştirmek<ol>
<li>Au metal elektron silahıyla evaporatör 100'den küçük kalınlığı ile kullanarak mevduat nm, aksi takdirde, PR ve istenmeyen metal kalkış ile çıkarmak zor olacak.</li>
		<li>Hazırlamak ve aseton PR dağıtılması ve kalkış gerçekleştirmek için 100 mL örnek daldırın. Salla ve aseton kadar sadece metal çizgiler ve yaptı yastıkları optik mikroskobu üzerinden işlem izleme sırasında darbe.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Kim, Y. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+for+Nanoscale+MOSFETs+and+Emerging+Nanoelectronics.">Challenges for Nanoscale MOSFETs and Emerging Nanoelectronics.</a> Transactions on Electrical and Electronic Materials. 11 (3), 93-105 (2010).</li><li>Waldrop, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+chips+are+down+for+Moore's+law.">The chips are down for Moore's law.</a> Nature. 530 (7589), 144-147 (2016).</li><li>Lan, Y. W., Chang, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+oxygen+bonding+on+defective+semiconducting+and+metallic+single-walled+carbon+nanotube+bundles.">Effects of oxygen bonding on defective semiconducting and metallic single-walled carbon nanotube bundles.</a> Carbon. 50 (12), 4619-4627 (2012).</li><li>Lan, Y. W., Aravind, K., Wu, C. S., Kuan, C. H., Chang-Liao, K. S., Chen, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interplay+of+spin-orbit+coupling+and+Zeeman+effect+probed+by+Kondo+resonance+in+a+carbon+nanotube+quantum+dot.">Interplay of spin-orbit coupling and Zeeman effect probed by Kondo resonance in a carbon nanotube quantum dot.</a> Carbon. 50 (10), 3748-3752 (2012).</li><li>Lan, Y. W., Nguyen, L. N., Lai, S. J., Lin, M. C., Kuan, C. H., Chen, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+embedded+charge+defects+in+suspended+silicon+nanowires+using+a+carbon-nanotube+cantilever+gate.">Identification of embedded charge defects in suspended silicon nanowires using a carbon-nanotube cantilever gate.</a> Applied Physics Letters. 99 (5), (2011).</li><li>De Volder, M. F. L., Tawfick, S. H., Baughman, R. H., Hart, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanotubes:+present+and+future+commercial+applications.">Carbon nanotubes: present and future commercial applications.</a> Science (New York, N.Y.). 339 (6119), 535-539 (2013).</li><li>Eatemadi, A., Daraee, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanotubes:+Properties,+synthesis,+purification,+and+medical+applications.">Carbon nanotubes: Properties, synthesis, purification, and medical applications.</a> Nanoscale Research Letters. 9 (1), 1-13 (2014).</li><li>Lan, Y. W., Chang, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer-free+patterning+of+graphene+at+sub-10-nm+scale+by+low-energy+repetitive+electron+beam.">Polymer-free patterning of graphene at sub-10-nm scale by low-energy repetitive electron beam.</a> Small. 10 (22), 4778-4784 (2014).</li><li>Romero, M. F., Bosca, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+2D-Graphene+on+SiN+Passivated+AlGaN/GaN+MIS-HEMTs+Under+Mist+Exposure.">Impact of 2D-Graphene on SiN Passivated AlGaN/GaN MIS-HEMTs Under Mist Exposure.</a> IEEE Electron Device Letters. 38 (10), 1441-1444 (2017).</li><li>Blaschke, B. M., Tort-Colet, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+brain+activity+with+flexible+graphene+micro-transistors.">Mapping brain activity with flexible graphene micro-transistors.</a> 2D Materials. 4 (2), 25040 (2017).</li><li>Zhu, Z., Murtaza, I., Meng, H., Huang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thin+film+transistors+based+on+two+dimensional+graphene+and+graphene/semiconductor+heterojunctions.">Thin film transistors based on two dimensional graphene and graphene/semiconductor heterojunctions.</a> RSC Advances. 7 (28), 17387-17397 (2017).</li><li>Kim, S. J., Choi, K., Lee, B., Kim, Y., Hong, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+for+Flexible,+Stretchable+Electronics:+Graphene+and+2D+Materials.">Materials for Flexible, Stretchable Electronics: Graphene and 2D Materials.</a> Annual Review of Materials Research. 45 (1), 63-84 (2015).</li><li>Manzeli, S., Ovchinnikov, D., Pasquier, D., Yazyev, O. V., Kis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2D+transition+metal+dichalcogenides.">2D transition metal dichalcogenides.</a> Nature Reviews Materials. 2, (2017).</li><li>Kolobov, A. V., Tominaga, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Emerging Applications of 2D TMDCs. 239, 473-512 (2016).</li><li>Nguyen, L. N., Lan, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resonant+tunneling+through+discrete+quantum+states+in+stacked+atomic-layered+MoS2.">Resonant tunneling through discrete quantum states in stacked atomic-layered MoS2.</a> Nano Letters. 14 (5), 2381-2386 (2014).</li><li>Torres, C. M., Lan, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Current+Gain+Two-Dimensional+MoS2-Base+Hot-Electron+Transistors.">High-Current Gain Two-Dimensional MoS2-Base Hot-Electron Transistors.</a> Nano Letters. 15 (12), 7905-7912 (2015).</li><li>Jariwala, D., Sangwan, V. K., Lauhon, L. J., Marks, T. J., Hersam, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+Device+Applications+for+Semiconducting+Two-Dimensional+Transition+Metal+Dichalcogenides.">Emerging Device Applications for Semiconducting Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides.</a> ACS Nano. 8 (2), 1102-1120 (2014).</li><li>Choi, W., Choudhary, N., Han, G. H., Park, J., Akinwande, D., Lee, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+development+of+two-dimensional+transition+metal+dichalcogenides+and+their+applications.">Recent development of two-dimensional transition metal dichalcogenides and their applications.</a> Materials Today. 20 (3), 116-130 (2017).</li><li>Xiao, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology, Second Edition. , (2012).</li><li>Lin, C. Y., Zhu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic-Monolayer+Two-Dimensional+Lateral+Quasi-Heterojunction+Bipolar+Transistors+with+Resonant+Tunneling+Phenomenon.">Atomic-Monolayer Two-Dimensional Lateral Quasi-Heterojunction Bipolar Transistors with Resonant Tunneling Phenomenon.</a> ACS Nano. 11 (11), 11015-11023 (2017).</li><li>Qi, J., Lan, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Piezoelectric+effect+in+chemical+vapour+deposition-grown+atomic-monolayer+triangular+molybdenum+disulfide+piezotronics.">Piezoelectric effect in chemical vapour deposition-grown atomic-monolayer triangular molybdenum disulfide piezotronics.</a> Nature Communications. 6, (2015).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu makalede, yeni elektronik nanometre ölçeğinde 2D malzemeleri temel imalatı ayrıntılı yordamlar gösterilen. Örnek hazırlama yordamları her uygulamanın birbirleri ile farklılıklar olduğundan, çakışan işlemler iletişim kuralı olarak tedavi edildi. Elektron ışını desenlendirme malzeme konum belirleme ile kombine ve metal elektrot tanımı böylece protokolü olarak hizmet vermektedir. İki tür aygıt belirtilen arasında 2D arka kapı transistörler ıslak tek kristal PT2 filmleri SiO<...

Beri on yıl, insanlık hızlı downscale transistörler ve sonuç olarak, entegre devreler (ICS) transistör sayısı bir üstel artış boyutunda yaşıyor. Bu silikon tabanlı tamamlayıcı metal oksit yarı iletkeni (CMOS) teknolojisi1sürekli ilerleme korur. Ayrıca, bu mevcut trendi içinde büyüklük ve performans uydurma cihazlar hala üzerinde-elektronik çip yanı sıra performanslarını, transistör sayısı yaklaşık her iki yıl2iki katına Devletler Moore Yasası ile parça bulunmaktadır. CMOS transistörler çoğu, Eğer tüm, piyasa ve böylece insan hayatını ayrılmaz bir parçası yapmak elektronik cihazların mevcuttur. Bu nedenle, Moore'un Yasası parça takip et üreticileri iterek iyileştirmeler çip boyut ve performans için sürekli talepleri vardır.
Ne yazık ki, Moore Yasası daha fazla silikon devre bir küçük alanı2' ye sıkılmış gibi üretilen ısı miktarı nedeniyle sonuna yaklaştı görünüyor. Bu aynı sağlayabilir malzeme yeni türleri için çağırır, yokluksa daha iyi performans olarak silikon ve aynı zamanda uygulanabilir nispeten daha küçük bir ölçekte. Son zamanlarda, yeni umut verici malzemeler çok sayıda malzeme bilimi araştırma konuyu olmuştur. Bu materyalleri tek boyutlu (1D) karbon nanotüpler3,4,5,6,7, 2D grafen8,9,10, olarak 11 , 12ve geçiş metalleri dichalcogenides (TMDs)13,14,15,16,17,18, olarak kullanılabilmesi için iyi adaylar bulunmaktadır silikon bazlı CMOS yerine ve Moore'un Yasası parça devam edin.
Küçük ölçekli cihazlar imalatı başarıyla litografi ve metal elektrot tanımı gibi diğer imalat teknikleri için devam etmek için malzemenin konum dikkatli belirlenmesi gerekir. Yani, bu makalede sunulan yöntem bu gereksinimi karşılamak için tasarlanmıştır. Geleneksel yarı iletken üretim teknikleri19' a göre bu raporda sunulan terzi malzeme konumunu bulma açısından daha fazla dikkat gerektiren küçük ölçekli cihazların geliştirilmesi için donatılmış bir yaklaşımdır. Bu yöntem güvenilir 2D arka kapı transistörler ve Q-HBTs, standart üretim süreçleri kullanarak gibi 2D nanomaterial cihazlar imal etmek hedeflenmektedir. Gelecekteki gelişmiş nano ölçekli cihazların üretim doğru yol açıyor gibi bu gelecekteki nanodevice gelişmeler için bir platform olarak hizmet edebilir.
Devam etmeden bölümünde imalat işlemleri için 2D malzemeleri tabanlı aygıtlar Yani, Q-HBT ve 2D arka kapı transistörde ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Elektron ışını desenlendirme malzeme konum belirleme ile kombine ve metal elektrot tanımı oluşur protokol bahsedilen her iki süreç içinde gerekli olan bu yana. Bölüm 1 Q-HBTs20adım adım fabrikasyon süreci anlatılmaktadır; ve Bölüm 2 kimyasal buhar biriktirme (CVD) molibden disülfür (PT2) arka-gated transistörler nakletmek--dan kalkış21tamamen makalesinde gösterilmiştir, elde etmek için evrensel bir yaklaşım gösteriyor. Ayrıntılı işlem akışı gösterilmiştir (Şekil 1).

<table><tbody><tr><td>E-gun Evaporator</td><td>AST</td><td>PEVA 600I</td><td></td></tr><tr><td>Au slug, 99.99%</td><td>Well-Being Enterprise Co</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Ti slug, 99.99%</td><td>Well-Being Enterprise Co</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>E-beam Lithography System</td><td>Elionix</td><td>ELS7500-EX</td><td></td></tr><tr><td>Cold Wall CVD System</td><td>Sulfur Science</td><td>SCW600S</td><td></td></tr><tr><td>C-plane Sapphire substrate</td><td>Summit-Tech</td><td>X171999</td><td>(0001) &amp;plusmn; 0.2 &amp;deg; one side polished</td></tr><tr><td>100 nm SiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;/Si</td><td></td><td></td><td>Fabricated in NDL</td></tr><tr><td>Ammonia Solution</td><td>BASF</td><td>Ammonia Solution 28% Selectipur</td><td></td></tr><tr><td>Molybdenum (Mo), 99.95%</td><td>Summit-Tech</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Tungsten (W), 99.95%</td><td>Summit-Tech</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Sulfur (S), 99.5%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>13803</td><td></td></tr><tr><td>Polymethyl Methacrylate (PMMA)</td><td>Microchem</td><td>8110788</td><td>Use for transfer process</td></tr><tr><td>Spin Coater</td><td>Laurell</td><td>WS 400B 6NPP LITE</td><td></td></tr><tr><td>Acetone</td><td>BASF</td><td>Acetone EL Selectipur</td><td></td></tr><tr><td>Isopropanol (IPA)</td><td>BASF</td><td>2-Propanol UPS</td><td></td></tr><tr><td>Photo Resist for EBL</td><td>TOK</td><td>TDUR-P-015</td><td></td></tr><tr><td>Plasma Cleaner</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-32G</td><td>Oxygen plasma</td></tr></tbody></table>

a standard and reliable method to fabricate two-dimensional nanoelectronics

İki boyutlu (2D) malzemeler kendi benzersiz özellikleri ve potansiyel uygulamalar nedeniyle büyük dikkat çekmiştir. Gofret ölçek sentez 2D malzemelerin henüz olgunlaşmamış aşamasında olduğu için bilim adamları tam olarak geleneksel yarı iletken teknikleri ilgili araştırma için yeterli olmaz. Elektrot tanımına malzemeleri bulma üzerinden hassas işlemler de kontrol edilmesi gerekiyor. Bu makalede, evrensel imalat iletişim kuralı nano elektronik, 2D yarı-heterojunction bipolar gibi üretiminde gerekli transistörler (Q-HBT) ve 2D arka kapı transistörler gösterdi. Bu iletişim kuralı reçetesi pozisyonu, elektron ışını litografi (EBL), metal elektrot tanımı, belirlenmesi içerir ve ark. Bu aygıtların imalat işlemleri adım adım anlatı da sunulmaktadır. Ayrıca, her fabrikasyon aygıt ile yüksek tekrarlanabilirlik yüksek performans elde ettiği sonuçlar gösterir. Bu eser işlem akışı 2D nano-elektronik hazırlanması için kapsamlı bir açıklaması ortaya çıkarır, bu bilgilere erişebilir ve gelecekteki elektronik doğru önünü araştırma grupları sağlar.

Cihaz imalat işlemleri ilgili yazarın araştırma geliştirme 2D malzeme cihazların içeren birkaç uygulandı. Bu bölümde, bazı bu araştırmaların sonuçlarını yukarıda açıklanan protokol etkinliğini göstermek için sunulmaktadır. Bir monolayer yanal WSe2-ecek2 Q-HBT20 ilk örnek olarak seçilidir. İletişim kuralında ayrıntılı standart cihaz imalat süreçleri kullanarak, monolayer lateral WSe2-ecek2</sub...

Watch this Scientific Journal Video about A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics at JoVE.com

A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics

Makaleyi gelecekteki düşük boyutlu nanoelektronik geliştirilmesi için bir standart ve güvenilir üretim yordamı tanıtmak amaçlanmaktadır.

İki boyutlu nanoelektronik imal etmek standart ve güvenilir bir yöntem

Two-dimensional (2D) materials have attracted huge attention due to their unique properties and potential applications. Since wafer scale synthesis of 2D ...

a-standard-reliable-method-to-fabricate-two-dimensional

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

9.5K Görüntüleme.  National Taiwan Normal University. Makaleyi gelecekteki düşük boyutlu nanoelektronik geliştirilmesi için bir standart ve güvenilir üretim yordamı tanıtmak amaçlanmaktadır.

Video: A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics

Fabricating Nanogaps by Nanoskiving

There are several methods of fabricating nanogaps with controlled spacings, but the precise control over the sub-nanometer spacing between two electrodes-and generating them in practical quantities-is still challenging. The preparation of nanogap electrodes using nanoskiving, which is a form of edge lithography, is a fast, simple and powerful technique. This method is an entirely mechanical process which does not include any photo- or electron-beam lithographic steps and does not require any special equipment or infrastructure such as clean rooms. Nanoskiving is used to fabricate electrically addressable nanogaps with control over all three dimensions; the smallest dimension of these structures is defined by the thickness of the sacrificial layer (Al or Ag) or self-assembled monolayers. These wires can be manually positioned by transporting them on drops of water and are directly electrically-addressable; no further lithography is required to connect them to an electrometer.

The fabrication of electrically addressable, high-aspect-ratio (> 1000:1) metal nanowires separated by gaps of single nanometers using either sacrificial layers of aluminum and silver or self-assembled monolayers as templates is described. These nanogap structures are fabricated without a clean room or any photo- or electron-beam lithographic processes by a form of edge lithography known as nanoskiving.

Nanoskiving tarafından Nanogaps imalatı

There are several methods of fabricating nanogaps with controlled spacings, but the precise control over the sub-nanometer spacing between two ...

Kimya

A Method to Fabricate Disconnected Silver Nanostructures in 3D

The standard nanofabrication toolkit includes techniques primarily aimed at creating 2D patterns in dielectric media. Creating metal patterns on a submicron scale requires a combination of nanofabrication tools and several material processing steps. For example, steps to create planar metal structures using ultraviolet photolithography and electron-beam lithography can include sample exposure, sample development, metal deposition, and metal liftoff. To create 3D metal structures, the sequence is repeated multiple times. The complexity and difficulty of stacking and aligning multiple layers limits practical implementations of 3D metal structuring using standard nanofabrication tools. Femtosecond-laser direct-writing has emerged as a pre-eminent technique for 3D nanofabrication.1,2 Femtosecond lasers are frequently used to create 3D patterns in polymers and glasses.3-7 However, 3D metal direct-writing remains a challenge. Here, we describe a method to fabricate silver nanostructures embedded inside a polymer matrix using a femtosecond laser centered at 800 nm. The method enables the fabrication of patterns not feasible using other techniques, such as 3D arrays of disconnected silver voxels.8 Disconnected 3D metal patterns are useful for metamaterials where unit cells are not in contact with each other,9 such as coupled metal dot10,11or coupled metal rod12,13 resonators. Potential applications include negative index metamaterials, invisibility cloaks, and perfect lenses.
In femtosecond-laser direct-writing, the laser wavelength is chosen such that photons are not linearly absorbed in the target medium. When the laser pulse duration is compressed to the femtosecond time scale and the radiation is tightly focused inside the target, the extremely high intensity induces nonlinear absorption. Multiple photons are absorbed simultaneously to cause electronic transitions that lead to material modification within the focused region. Using this approach, one can form structures in the bulk of a material rather than on its surface.
Most work on 3D direct metal writing has focused on creating self-supported metal structures.14-16 The method described here yields sub-micrometer silver structures that do not need to be self-supported because they are embedded inside a matrix. A doped polymer matrix is prepared using a mixture of silver nitrate (AgNO3), polyvinylpyrrolidone (PVP) and water (H2O). Samples are then patterned by irradiation with an 11-MHz femtosecond laser producing 50-fs pulses. During irradiation, photoreduction of silver ions is induced through nonlinear absorption, creating an aggregate of silver nanoparticles in the focal region. Using this approach we create silver patterns embedded in a doped PVP matrix. Adding 3D translation of the sample extends the patterning to three dimensions.

Femtosecond-laser direct-writing is frequently used to create three-dimensional (3D) patterns in polymers and glasses. However, patterning metals in 3D remains a challenge. We describe a method for fabricating silver nanostructures embedded inside a polymer matrix using a femtosecond laser centered at 800 nm.

3D Disconnected Gümüş Nanoyapılar Fabrikasyona için Bir Yöntem

The standard nanofabrication toolkit includes  techniques primarily aimed at creating 2D patterns in dielectric media. Creating  metal patterns on a ...

Mühendislik

Nanofabrication of Gate-defined GaAs/AlGaAs Lateral Quantum Dots

A quantum computer is a computer composed of quantum bits (qubits) that takes advantage of quantum effects, such as superposition of states and entanglement, to solve certain problems exponentially faster than with the best known algorithms on a classical computer. Gate-defined lateral quantum dots on GaAs/AlGaAs are one of many avenues explored for the implementation of a qubit. When properly fabricated, such a device is able to trap a small number of electrons in a certain region of space. The spin states of these electrons can then be used to implement the logical 0 and 1 of the quantum bit. Given the nanometer scale of these quantum dots, cleanroom facilities offering specialized equipment- such as scanning electron microscopes and e-beam evaporators- are required for their fabrication. Great care must be taken throughout the fabrication process to maintain cleanliness of the sample surface and to avoid damaging the fragile gates of the structure. This paper presents the detailed fabrication protocol of gate-defined lateral quantum dots from the wafer to a working device. Characterization methods and representative results are also briefly discussed. Although this paper concentrates on double quantum dots, the fabrication process remains the same for single or triple dots or even arrays of quantum dots. Moreover, the protocol can be adapted to fabricate lateral quantum dots on other substrates, such as Si/SiGe.

This paper presents a detailed fabrication protocol for gate-defined semiconductor lateral quantum dots on gallium arsenide heterostructures. These nanoscale devices are used to trap few electrons for use as quantum bits in quantum information processing or for other mesoscopic experiments such as coherent conductance measurements.

Gate tanımlı GaAs / AlGaAs Yanal Kuantum Noktalarının nano fabrikasyon

A quantum computer is a computer composed of quantum bits (qubits) that takes advantage of quantum effects, such as superposition of states and ...

Ultrahigh Density Array of Vertically Aligned Small-molecular Organic Nanowires on Arbitrary Substrates

In recent years &pi;-conjugated organic semiconductors have emerged as the active material in a number of diverse applications including large-area, low-cost displays, photovoltaics, printable and flexible electronics and organic spin valves. Organics allow (a) low-cost, low-temperature processing and (b) molecular-level design of electronic, optical and spin transport characteristics. Such features are not readily available for mainstream inorganic semiconductors, which have enabled organics to carve a niche in the silicon-dominated electronics market. The first generation of organic-based devices has focused on thin film geometries, grown by physical vapor deposition or solution processing. However, it has been realized that organic nanostructures can be used to enhance performance of above-mentioned applications and significant effort has been invested in exploring methods for organic nanostructure fabrication.	
A particularly interesting class of organic nanostructures is the one in which vertically oriented organic nanowires, nanorods or nanotubes are organized in a well-regimented, high-density array. Such structures are highly versatile and are ideal morphological architectures for various applications such as chemical sensors, split-dipole nanoantennas, photovoltaic devices with radially heterostructured "core-shell" nanowires, and memory devices with a cross-point geometry. Such architecture is generally realized by a template-directed approach. In the past this method has been used to grow metal and inorganic semiconductor nanowire arrays. More recently &pi;-conjugated polymer nanowires have been grown within nanoporous templates. However, these approaches have had limited success in growing nanowires of technologically important &pi;-conjugated small molecular weight organics, such as tris-8-hydroxyquinoline aluminum (Alq3), rubrene and methanofullerenes, which are commonly used in diverse areas including organic displays, photovoltaics, thin film transistors and spintronics.	
Recently we have been able to address the above-mentioned issue by employing a novel "centrifugation-assisted" approach. This method therefore broadens the spectrum of organic materials that can be patterned in a vertically ordered nanowire array. Due to the technological importance of Alq3, rubrene and methanofullerenes, our method can be used to explore how the nanostructuring of these materials affects the performance of aforementioned organic devices. The purpose of this article is to describe the technical details of the above-mentioned protocol, demonstrate how this process can be extended to grow small-molecular organic nanowires on arbitrary substrates and finally, to discuss the critical steps, limitations, possible modifications, trouble-shooting and future applications.

We report a simple method for fabricating an ultrahigh density array of vertically ordered small-molecular organic nanowires. This method allows for synthesis of complex heterostructured hybrid nanowire geometries, which can be inexpensively grown on arbitrary substrates. These structures have potential applications in organic electronics, optoelectronics, chemical sensing, photovoltaics and spintronics.

Keyfi Yüzeyler üzerinde Dikey dizilmiş Küçük-moleküler Organik Nanoteller bir ultra yüksek Yoğunluk Dizi

In  recent years &pi;-conjugated  organic semiconductors have emerged as the active material in a number of  diverse applications including large-area, ...

Silicon Metal-oxide-semiconductor Quantum Dots for Single-electron Pumping

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by quantum mechanical effects such as tunneling through single dopants, scattering via interface defects, and discrete trap charge states. However, progress in silicon technology has shown that these phenomena can be harnessed and exploited for a new class of quantum-based electronics. Among others, multi-layer-gated silicon metal-oxide-semiconductor (MOS) technology can be used to control single charge or spin confined in electrostatically-defined quantum dots (QD). These QD-based devices are an excellent platform for quantum computing applications and, recently, it has been demonstrated that they can also be used as single-electron pumps, which are accurate sources of quantized current for metrological purposes. Here, we discuss in detail the fabrication protocol for silicon MOS QDs which is relevant to both quantum computing and quantum metrology applications. Moreover, we describe characterization methods to test the integrity of the devices after fabrication. Finally, we give a brief description of the measurement set-up used for charge pumping experiments and show representative results of electric current quantization.

The fabrication process and experimental characterization techniques relevant to single-electron pumps based on silicon metal-oxide-semiconductor quantum dots are discussed.

Tek elektron pompalayabilme için Silikon Metal-oksit-yarıiletken Kuantum Noktaları

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by ...

Atomically Traceable Nanostructure Fabrication

Reducing the scale of etched nanostructures below the 10 nm range eventually will require an atomic scale understanding of the entire fabrication process being used in order to maintain exquisite control over both feature size and feature density. Here, we demonstrate a method for tracking atomically resolved and controlled structures from initial template definition through final nanostructure metrology, opening up a pathway for top-down atomic control over nanofabrication. Hydrogen depassivation lithography is the first step of the nanoscale fabrication process followed by selective atomic layer deposition of up to 2.8 nm of titania to make a nanoscale etch mask. Contrast with the background is shown, indicating different mechanisms for growth on the desired patterns and on the H passivated background. The patterns are then transferred into the bulk using reactive ion etching to form 20 nm tall nanostructures with linewidths down to ~6 nm. To illustrate the limitations of this process, arrays of holes and lines are fabricated. The various nanofabrication process steps are performed at disparate locations, so process integration is discussed. Related issues are discussed including using fiducial marks for finding nanostructures on a macroscopic sample and protecting the chemically reactive patterned Si(100)-H surface against degradation due to atmospheric exposure.

We report a protocol for combining the atomic metrology of the Scanning Tunneling Microscope for surface patterning with selective Atomic Layer Deposition and Reactive Ion Etching. Using a robust process involving numerous atmospheric exposures and transport, 3D nanostructures with atomic metrology are fabricated.

Atomik İzlenebilir Nanoyapı İmalatı

Reducing the scale of etched nanostructures below the 10 nm range eventually will require an atomic scale understanding of the entire fabrication process ...

Fabrication of Low Temperature Carbon Nanotube Vertical Interconnects Compatible with Semiconductor Technology

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive thin-films. Due to the low growth temperature, the process allows integration with modern low-&#954; dielectrics and some flexible substrates. The process is compatible with standard semiconductor fabrication, and a method for the fabrication of electrical 4-point probe test structures for vertical interconnect test structures is presented. Using scanning electron microscopy the morphology of the CNT bundles is investigated, which demonstrates vertical alignment of the CNT and can be used to tune the CNT growth time. With Raman spectroscopy the crystallinity of the CNT is investigated. It was found that the CNT have many defects, due to the low growth temperature. The electrical current-voltage measurements of the test vertical interconnects displays a linear response, indicating good ohmic contact was achieved between the CNT bundle and the top and bottom metal electrodes. The obtained resistivities of the CNT bundle are among the average values in the literature, while a record-low CNT growth temperature was used.

A method for the growth of low temperature vertically-aligned carbon nanotubes, and the subsequent fabrication of vertical interconnect electrical test structures using semiconductor fabrication is presented.

Yarıiletken Teknolojisi ile uyumlu Düşük Sıcaklık Karbon Nanotüp Dikey Bağlantıları Fabrikasyon

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive ...

Fabrication of Carbon Nanotube High-Frequency Nanoelectronic Biosensor for Sensing in High Ionic Strength Solutions

The unique electronic properties and high surface-to-volume ratios of single-walled carbon nanotubes (SWNT) and semiconductor nanowires (NW) 1-4 make them good candidates for high sensitivity biosensors. When a charged molecule binds to such a sensor surface, it alters the carrier density5 in the sensor, resulting in changes in its DC conductance. However, in an ionic solution a charged surface also attracts counter-ions from the solution, forming an electrical double layer (EDL). This EDL effectively screens off the charge, and in physiologically relevant conditions ~100 millimolar (mM), the characteristic charge screening length (Debye length) is less than a nanometer (nm). Thus, in high ionic strength solutions, charge based (DC) detection is fundamentally impeded6-8.
We overcome charge screening effects by detecting molecular dipoles rather than charges at high frequency, by operating carbon nanotube field effect transistors as high frequency mixers9-11. At high frequencies, the AC drive force can no longer overcome the solution drag and the ions in solution do not have sufficient time to form the EDL. Further, frequency mixing technique allows us to operate at frequencies high enough to overcome ionic screening, and yet detect the sensing signals at lower frequencies11-12. Also, the high transconductance of SWNT transistors provides an internal gain for the sensing signal, which obviates the need for external signal amplifier.
Here, we describe the protocol to (a) fabricate SWNT transistors, (b) functionalize biomolecules to the nanotube13, (c) design and stamp a poly-dimethylsiloxane (PDMS) micro-fluidic chamber14 onto the device, and (d) carry out high frequency sensing in different ionic strength solutions11.

We describe the device fabrication and measurement protocol for carbon nanotube based high frequency biosensors. The high frequency sensing technique mitigates the fundamental ionic (Debye) screening effect and allows nanotube biosensor to be operated in high ionic strength solutions where conventional electronic biosensors fail. Our technology provides a unique platform for point-of-care (POC) electronic biosensors operating in physiologically relevant conditions.

Yüksek İyonik Güç Çözümleri Algılama için karbon Nanotube Yüksek Frekans nanoelektronik Biyosensör Fabrikasyon

The unique electronic properties and high surface-to-volume ratios of single-walled carbon nanotubes (SWNT) and semiconductor nanowires (NW) 1-4 make them ...

Biyomühendislik

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of nanowires. DEP is used for nanowire analysis, characterization, and for solution-based fabrication of semiconducting devices. The method works by applying an alternating electric field between metallic electrodes. The nanowire formulation is then dropped onto the electrodes which are on an inclined surface to create a flow of the formulation using gravity. The nanowires then align along the gradient of the electric field and in the direction of the liquid flow. The frequency of the field can be adjusted to select nanowires with superior conductivity and lower trap density. 
In this work, flow-assisted DEP is used to create nanowire field effect transistors. Flow-assisted DEP has several advantages: it allows selection of nanowire electrical properties; control of nanowire length; placement of nanowires in specific areas; control of orientation of nanowires; and control of nanowire density in the device. 
The technique can be expanded to many other applications such as gas sensors and microwave switches. The technique is efficient, quick, reproducible, and it uses a minimal amount of dilute solution making it ideal for the testing of novel nanomaterials. Wafer scale assembly of nanowire devices can also be achieved using this technique, allowing large numbers of samples for testing and large-area electronic applications.

In this paper, flow assisted dielectrophoresis is demonstrated for the self-assembly of nanowire devices. The fabrication of a silicon nanowire field effect transistor is shown as an example.

Akış yoluyla Dielectrophoresis: Yüksek performanslı çözüm processable Nanowire cihazları imalatı için düşük maliyetli bir yöntem

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte 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 method or individual WS2 nanotubes by dispersing the suspension of WS2 nanotubes. The selected samples have been fabricated into devices by the use of the electron beam lithography and electrolyte is put on the devices. We have characterized the electronic properties of the devices under applying the gate voltage. In the small gate voltage region, ions in the electrolyte are accumulated on the surface of the samples which leads to the large electric potential drop and resultant electrostatic carrier doping at the interface. Ambipolar transfer curve has been observed in this electrostatic doping region. When the gate voltage is further increased, we met another drastic increase of source-drain current which implies that ions are intercalated into layers of WS2 and electrochemical carrier doping is realized. In such electrochemical doping region, superconductivity has been observed. The focused technique provides a powerful strategy for achieving the electric-filed-induced quantum phase transition.

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

Here, we present a protocol to control the carrier number in solids by using the electrolyte.

Elektrik alanı kontrol elektronik elektrolit çoğunluğuna tarafından WS2 Nanodevices durumlarda

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