在场效应晶体管中的高纯度半导体碳纳米管的优化聚合物包装

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 电子工程 电子工程

背景情况:

• 单壁碳纳米管 (SWNTs) 对于先进的电子设备至关重要.
• 合成产生了半导体 (s-SWNTs) 和金属 (m-SWNTs) 物种的混合物,阻碍了应用.
• 对于高性能设备来说,有效的s-SWNT分离是必不可少的.

研究的目的:

• 系统地优化分离s-SWNTs从m-SWNTs使用结合聚合物聚9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl (PFDD) 的分离.
• 研究PFDD度,超声波时间和温度对分离效率的影响.
• 为了确定最大限度地提高产量,纯度和纳米管长度的最佳条件.

主要方法:

• PFDD聚合物度的系统变化.
• 对超声波时间 (1,2,3小时) 和温度 (25°C,35°C,45°C) 的脱评估.
• 使用分离的s-SWNTs制造和表征场效应晶体管 (FET).

主要成果:

• 增加PFDD度提高了产量,但由于非选择性的m-SWNT相互作用,纯度下降.
• 过度的超声波 (例如,45°C3小时) 降低了选择性和纳米管长度.
• 在最佳条件下 (1 mg/mL PFDD,45 °C,1 小时超声波) 实现了产量,纯度和长度的平衡.
• 使用优化的s-SWNT制造的FET具有较低的关闭电流 (~10−11 A),高的ON/OFF比率 (106) 和移动性 (2.2 cm2/Vs).

结论:

• 系统优化PFDD辅助的s-SWNT分离对于高性能电子产品至关重要.
• 确定的最佳条件为获得高质量的s-SWNTs提供了可靠的方法.
• 改进的s-SWNTs可以制造具有卓越特性的先进电子设备.