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碳纳米管具有独特的电学和机械特性,使其在纳米电子学领域拥有广泛的应用前景。本文阐述了碳纳米管的结构和性能,对单壁碳纳米管进行分散处理,制备出以碳纳米管随机网络作为导电沟道的场效应器件,并对器件的电学性能进行测试分析。最后简要分析了基于柔性衬底的单壁碳纳米管随机网络场效应晶体管的电学性能,并与普通基底的场效应晶体管进行比较。 本文首先利用超声分散法获得不同超声时间的乙醇和碳纳米管混合液,再分别使用直接滴定法和竖直旋转提拉法将碳纳米管转移至预先形成底栅电极的基底上。系统的分析研究分散工艺参数以及提取方法,获得较好的分散条件。结果表明,该分散工艺制备的碳纳米管随机网络薄膜团聚较少,分散情况良好。其次,基于制备碳纳米管场效应晶体管的工艺流程,设计制备适合的光刻掩膜板。接着,分别采用光刻法和荫罩式电子束蒸发技术制备出基于单壁碳纳米管随机网络的场效应器件。对制备出的场效应器件的电学性能进行测试分析,结果表明,该器件是p沟道场效应晶体管,碳纳米管随机网络作为导电沟道,其电导随着栅极电压的增加(减小)而相应的减小(增加)。随后,在300℃条件下对器件退火处理十分钟,器件的电学性能得到改良。对退火后的电学信号研究可知,退火处理降低了金属电极和碳纳米管随机网络之间的接触势垒,载流子迁移率和跨导都有所提高。 最后,分析和研究了以聚酰亚胺(PI)作为柔性衬底,单壁碳纳米管随机网络作为导电沟道的场效应器件的转移特性以及多次弯折后的电学性能变化,测试结果证明,转移特性相比于非柔性衬底的场效应器件变化不明显,同时在弯曲直径5mm范围内,电导几乎没有改变。