范霍夫奇點和溫度相關電學特性研究：肖特基勢壘碳納米管場效應晶體管
內容簡介
?TOC摘要圖
通常認為在傳統的單壁碳納米管 (SWNT) 晶體管中柵極電壓會改變 SWNT 的導電性能，然而，近年來越來越多的研究證實界面處的肖特基勢壘在電輸運特性方面起到關鍵作用。范霍夫奇點（VHS）泛指固體聲子/電子密度態的奇點。當費米能級接近VHS時會產生不穩定性，從而誘發一系列具有理想性質的物質相。VHS在特定材料能帶結構中的位置是固定的，因此可通過改變費米能級來實現對材料性能的調控。
國家納米科學中心孫連峰和褚衛國等人研究表明，可通過施加柵極電壓的方法改變懸空的SWNT肖特基勢壘晶體管的載流密度，從而促使能級接近VHS，在正負柵極電壓區域內可觀察到臨界鞍點。而當柵極電壓超過臨界值時，電導率趨於平緩。進一步研究發現，這種肖特基勢壘晶體管的電輸運特性具有溫度相關性。
●●●
圖文導讀
?圖1a)電子能帶結構圖（左）和半導體 SWNT（單壁碳納米管）的 DOS（態密度）圖（右）。四個尖的 VHSs (VHS1+, VHS1?, VHS2+, VHS2?)（范霍夫奇點）出現在每個亞能帶的開始。b)背柵SWNT晶體管的典型SEM圖。SWNT是懸浮態的，溝道長度大約為1 μm。c) 懸浮SWNT晶體管示意圖。懸浮SWNT高度和絕緣層的厚度 (SiO2) 分別為500和800 nm。
?圖2在不同溫度下，懸浮SWNT晶體管的微分電導作為背柵電壓的函數。黑色箭頭指示背柵電壓的掃描方向。在溫度低於100 K時，兩個臨界鞍點分別出現在背柵電壓 -37.4和38.0 V。兩條垂直虛線對應於次能帶的起始點。
?圖3在V
G=-40 V(黑)和+40 V(紅)下漏極電導(G)作為溫度的函數。
?圖4在不同溫度和背柵電壓沿SWNT長度的能帶示意圖。a,b)在低溫（TG?0（強電子注入）和VG?0（強空穴注入）下的能帶。c, d)在高溫（T>100 K）下，p型SWNT器件在 VG?0和VG?0下的能帶。
●●●
文章信息
文章發表於 Nano-Micro Letters 期刊 2018 年第 10 卷第 2 期，詳情請閱讀全文，可免費下載。本文在期刊微信 (nanomicroletters)、微博 (納微快報NML)、科學網博客、Facebook、Twitter等媒體推出，請多關注。以往微信推文可參看網站（http://nmsci.cn）
文章題目：Observationof Van Hove Singularities and Temperature Dependence of Electrical Characteristics in Suspended Carbon Nanotube Schottky Barrier Transistors
引用信息：Zhang, J., Liu,S., Nshimiyimana, J.P. et al. Nano-Micro Lett. (2018)10: 25.
關鍵詞：碳納米管，范霍夫奇點，肖特基勢壘晶體管
TAG:nanomicroletters |