金属-炭素ナノチューブ接触:ショットキー・バリアと化学結合の間のリンク
Vincenzo Vitale1, Alessandro Curioni, Wanda Andreoni
1IBM Research, Zurich Research Laboratory, 8803 Rüschlikon, Switzerland.
Journal of the American Chemical Society
|April 16, 2008
まとめ
炭素ナノチューブ (CNT) フィールド効果トランジスタにおけるショットキー・バリアの高さ (SBH) を理解することは,先進の電子学の鍵となる. 金属接触点の化学結合は,金属のタイプや幾何学だけでなく,SBHを決定し,より良い接触設計を可能にします.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 凝縮物質物理学 凝縮物質物理学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
背景:
- 炭素ナノチューブ (CNT) フィールド効果トランジスタ (FET) は,CMOS後のマイクロエレクトロニクスにとって有望である.
- 金属源との接触におけるショットキー・バリア (SB) は,CNT輸送に大きな影響を及ぼします.
- 金属-CNTインタフェースの特性とショットキーバリアの高さ (SBH) を結びつける正確なメカニズムは不明である.
研究 の 目的:
- 金属-CNTインターフェイスにおける化学結合とSBHの関係を解明する.
- 金属タイプ (Al,Pd) と接触形状 (端,側) がSBHに与える影響を調査する.
- CNTデバイスのための改良された金属コンタクトの設計のための洞察を提供するために.
主な方法:
- 密度関数理論 (DFT) の計算が広範に実施されました.
- シミュレーションは,端と側面の接触ジオメトリの両方をカバーしました.
- 2つの異なる金属,アルミニウム (Al) とパラジウム (Pd) を分析した.
主要な成果:
- 化学結合特性とSBHの間の直接的な相関が特定されました.
- 穴の低いSBHは,金属原子との保存されたCNTパイ電子系結合と関連しています.
- 強化されたSBHは,CNTのシグマシステムまたはパイシステムの乱れ (sp3ハイブリッド化) との金属状態の結合から生じる.
結論:
- 金属-CNTインターフェースの化学は,根本的にSBHを決定します.
- Pdコンタクトは,好ましい結合により,両方の幾何学において低いSBHを示します.
- Al側コンタクトは低SBHを示し,Al端コンタクトは結合干渉により高いSBHを示しています.
- この発見は,CNT電子機器の"良い接触"の合理的な設計を可能にします.
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