通过可降解的聚合物包装和高效的去除技术,实现高性能无聚合物包装对齐的碳纳米管场效应晶体管

科学领域:

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背景情况:

• 半导体碳纳米管 (s-CNTs) 对超大规模场效应晶体管 (FETs) 是一个有前途的产品.
• 对齐的s-CNTs (A-CNTs) 提供更高的电流和更低的电阻,但需要聚合物包装以保持纯度.
• 现有的聚合物包装阻碍了设备的性能,并且很难完全去除和描述.

研究的目的:

• 开发一种制备高半导体纯度,无聚合物包装的A-CNT的方法.
• 准确地描述从A-CNT中去除聚合物包装的情况.
• 为了评估使用纯A-CNTs制造的FET的性能.

主要方法:

• 使用一种可降解聚合物 (PFO-N-PFO) 与一个修改的尺寸有限的自我调整过程 (m-DLSA).
• 采用清洗过程,包括酸性降解,热溶剂冲洗和真空回火以去除聚合物.
• 使用传输电子显微镜 (TEM),吸收光谱和X射线光电子光谱 (XPS) 进行了全面的表征.

主要成果:

• 成功制备了高半导体纯度的A-CNTs,几乎完全去除了聚合物包装.
• 通过酸性降解,溶剂冲洗和回火的组合来证明有效的聚合物去除.
• 制造的顶级FET表现出色的性能:电流为2.2mA/μm,峰值传导率为1.1mS/μm,低接触电阻为191 Ω·μm.

结论:

• 开发的方法可以产生高质量的,无聚合物的A-CNT,适用于先进的电子设备.
• 移除和表征技术提供了可靠的评估无聚合物A-CNT制剂.
• 这些发现代表了实现基于CNT的FET技术的全部潜力的重要一步.