Forskere offentliggør en detaljeret gennemgang af elektriske kontakter i ét og todimensionalt nanomateriale

(PhysOrg.com) - Forskere fra NIST Center for Nanoscale Science and Technology og Sandia National Laboratories har offentliggjort en detaljeret gennemgang af nyligt eksperimentelt og teoretisk arbejde, der fremhæver den usædvanlige fysik og materialevidenskab af elektriske kontakter til nanostrukturer.

I den Natur nanoteknologi artikel, forskerne forklarer, at eksisterende modeller af elektriske kontakter i bulk-halvlederenheder er uanvendelige på nanoskala, og argumenterer for, at for at nanosystemer kan udvikle sig til praktisk brug, Det er vigtigt at kontrollere ladningen ved de elektriske kontakter.

Nye modeller er nødvendige for at forstå kontaktdannelse og afgiftstransport. I konventionelle kontakter, grænsefladen mellem et metal og en halvleder er plan, men nanokontakter har flere mulige geometrier, hver med unikke egenskaber. Kinetikken og termodynamikken af ​​metal/nanostruktur-grænseflader adskiller sig også fra hovedmassen på grund af deres små laterale dimensioner og på grund af nanostrukturernes større evne til at rumme belastning. Tre eksempler illustrerer rækken af ​​kontakter, der er mulige med forskellige nanomaterialer.

Først, pludselige epitaxiale silicid/silicium nanotrådskrydsninger med nye orienteringer kan dannes ved temperaturer langt under dem, der kræves til tynde metalfilm, giver nye muligheder for nye enheder, såsom metal-source-drain MOSFETs og SpinFETs.

Sekund, til metalkontakter til kulstofnanorør, katalytisk drevet karbonisering af grænsefladen resulterer i en elektrisk transparent grafen-CNT-kontakt.

Endelig, lav modstand ohmske kontakter til halvleder nanotråde har vist sig udfordrende og kræver ny forståelse af doping på nanometer skala.

Forskerne konkluderer, at bedre forståelse af den grundlæggende videnskab om nanoskala kontakter er nødvendig for at tillade nanoskala materialer at blive inkorporeret i nyttige nye enhedsdesigns.