高性能フィールドエフェクトトランジスタ用のZnOナノロッドフィルムをオーダーした表面張力および流体フロー駆動による自己組み立て

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• ナノテクノロジー ナノテクノロジー
• 半導体物理学 半導体物理学

背景:

• コロイドの無機半導体ナノ棒は,光電子機器の重要なコンポーネントです.
• 溶液処理によるオーダーされたナノロッド配列の達成は,デバイスの性能にとって不可欠です.

研究 の 目的:

• 均一なZnOナノロード薄膜の溶液堆積を,制御された整列を広範囲にわたって実証する.
• ナノロッドの自己組み立てにおける表面エネルギーと流体フローの役割を調査する.

主な方法:

• 異なる炭素鎖の長さのリガンドを用いて ZnO ナノロッドの表面エネルギーを制御する.
• 溶液処理 (スピンコーティング) 過程で流体フローダイナミクスを利用して,自己組み立てを指示する.
• リオトロピック液体結晶相形成と表面分離に基づくモデルを開発.

主要な成果:

• ZnOナノ棒のより長い炭素鎖のリガンドは,表面の自由エネルギーを減少させ,よりよい平面内アラインメントとより大きなドメインサイズ (マイクロメートル) を促進しました.
• 配列は,乾燥溶液内の線形および垂直の液体流によって制御された.
• リオトロピック液体結晶相モデルは,自己組み立て行動を説明しました.

結論:

• 制御された表面エネルギーと流体フローにより,ZnOナノロッドの広域の平面内調整が可能になります.
• このオーダーアセンブリは,光電子機器の性能を大幅に改善します.
• これらの並べられた ZnO ナノロードフィルムで製造されたフィールドエフェクトトランジスタは,高い流動性 (1.2-1.4 cm2/V·s) を達成しました.