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用于电子学、自旋电子学和光子学的高性能小直径纳米线

用于电子学、自旋电子学和光子学的高性能小直径纳米线

在过去十年中,由于一维纳米线(NWs)有趣的物理性质,它们作为下一代电子、光电子和太阳光电等基本模块得到了广泛的关注。虽然在操纵纳米线的晶核形成以及二元和三元系统的组成上取得了显著的进展,但是在控制纳米线从原子级以上的形态和尺度上,特别是对于在技术上非常重要的锑化物(Ⅲ-Sb)半导体的纳米线,仍然具有很大的挑战。一般来说,基于GaSb 纳米线的多种器件结构已经得到实现。进一步的性能提升会面临在纳米线合成期间不受控的径向生长,这是由于所需的高初级粒子分压和锑化物的大原子尺寸,造成不均匀的和锥形的直径大于几十纳米的纳米线。毫米波国家重点实验室开发了使用硫的化学气相沉积的表面活化剂,以实现非常薄且均匀的直径小至20纳米的GaSb纳米线。与之相应的,表面活性剂的效果通常采用在液相和薄膜技术中,硫原子有助于形成在生长状态的纳米线表面稳定的硫-锑化学键,可以有效地稳定侧壁并尽量减少无用的径向纳米线生长。当配置成晶体管时,这些设备显示出令人印象深刻的电性能,其峰值空穴迁移率达到~200cm2V-1s-1,比迄今为止任何的基于GaSb纳米线的设备移动性都更好。这些因素表明此表面活化剂对小直径高性能的GaSb纳米线辅助生长的有效性。通过设计和优化适当的器件结构,我们的目标是实现基于高性能GaSb纳米线的低功耗高速的电子、孔基量子器件和中至远红外波长光电子。

用于电子学、自旋电子学和光子学的高性能小直径纳米线
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