一种全单壁碳纳米管场效应晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及单壁碳纳米管领域，具体为一种全单壁碳纳米管场效应晶体管及其制备方法，以半导体性单壁碳纳米管作为场效应晶体管沟道，以金属性/半导体性单壁碳纳米管混合物作为源、漏电极。在适当温度下，金属氧化物可与单壁碳纳米管发生碳热反应，并选择性刻蚀高化学活性的金属性单壁碳纳米管，获得半导体性单壁碳纳米管。利用光刻技术在Si/SiO2基体上沉积金属膜，并预氧化得到金属氧化物膜。单壁碳纳米管薄膜中与金属氧化物接触的反应区仅留下半导体性单壁碳纳米管作为场效应晶体管沟道，而沟道以外未受影响的单壁碳纳米管作为源、漏电极。本发明专利技术无需沉积金属电极，可用于柔性器件，具有清洁、高效的特点，并有可能用于制造大规模全碳集成电路。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及单壁碳纳米管领域，具体为一种全单壁碳纳米管场效应晶体管及其制备方法。
技术介绍
单壁碳纳米管因具有优异的电学、光学及力学等诸多性能，因而在下一代的纳电子器件中具有良好的应用前景。例如，单壁碳纳米管的载流密度高达109A/cm2，这比传统的金属材料铜高几个数量级；由半导体性单壁碳纳米管构建的场效应晶体管，通过栅压的调节，可以实现电流调节的开关比可高达105，是作为逻辑电路的理想基本单元。然而，所有的单壁碳纳米管制备方法得到的单壁碳纳米管都是金属性和半导体性的混合物。通常情况下，产物中有1/3为金属性，2/3为半导体性。所以，为了实现单壁碳纳米管在纳电子器件中的应用，需要制备高纯度的半导体性单壁纳米碳管样品，以使得场效应晶体管的沟道不被金属性单壁碳纳米管短路，从而获得高性能的场效应晶体管。 为了获得高性能的场效应晶体管，早期开展的大量工作多围绕在(I)选择性生长半导体性单壁碳纳米管富集的样品(文献1，Qu LT, Du F，DaiLM, Nano Letters, 2008. 8(9): p. 2682-2687)。(2)通过后处理方法将半导体性单壁碳纳米管从原始样品中分离出来(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全单壁碳纳米管场效应晶体管，其特征在于：以半导体性单壁碳纳米管作为场效应晶体管沟道，以金属性/半导体性单壁碳纳米管混合物作为源电极或漏电极。

【技术特征摘要】
1.一种全单壁碳纳米管场效应晶体管，其特征在于以半导体性单壁碳纳米管作为场效应晶体管沟道，以金属性/半导体性单壁碳纳米管混合物作为源电极或漏电极。2.按照权利要求I所述的全单壁碳纳米管场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)利用离子束辅助沉积法在Si/Si02基体上沉积O.02nm-2nm厚的催化剂，所述沉积金属膜后的基体在800-1000°C，在Ar/H2混合气氛中预处理2_20min形成金属纳米粒子，之后利用Ar载碳氢有机物作为碳源，引发单壁碳纳米管的生长； (2)利用光刻技术在Si/Si02基体上沉积具有碳热反应的金属膜，并在200-700°C预氧化得到金属氧化物膜； (3)将带有金属氧化物膜的基体与生长有单壁碳纳米管薄膜的基体相对叠放，施加压力，保证两者之间的紧密贴合；在200-500°C空气气氛中，金属氧化物膜与单壁碳纳米管薄膜接触发生碳热反应5-45min之后将两者分开，经酸洗去除残留的金属氧化物； 单壁碳纳米管薄膜中与金属氧化物膜接触的反应区仅留下半导体性单壁碳纳米管作为场效应晶体管沟道，而沟道以外未受影响的单壁碳纳米管作为源电极或漏电极；从而，获得全单壁碳纳米管场效应晶体管。3.按照权利要求2所述的全单壁碳纳米管场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤(I)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，李世胜，侯鹏翔，成会明，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：