Příprava tranzistorů na křemíku s uhlíkovými nanotrubkami

Bc. Jiří Havelka

Diplomová práce

Preparation of transistors on silicon wafers with carbon nanotubes

Anotace:

Předložená práce se zabývá přípravou a charakterizací polovodivých součástek a tranzistorů na křemíkových deskách s využitím uhlíkových nanotrubek. Na deskách byly vyrobeny vodivé struktury, připravené procedurami metalizace a fotolitografie v čistých prostorech. Následně byly na vzorky deponovány nanotrubky a to různými metodami. Na hotových součástkách byla provedena elektrická měření. Z V-A charakteristik bylo zkoumáno rozdílné chování vodivých a polovodivých nanotrubek. U součástek s polovodivou nelineární závislostí byl spočten průběh jednorozměrné hustoty stavů volných elektronů podílejících se na trasportu přes nanotrubky. Z poloh maxim se získala šířka zakázaného pásu pro dané vzorky. Ty byly dále porovnány s teoretickými hodnotami. U vodivých nanotrubek se hodnoty odporů porovnávaly s teoretickou hodnotu odporu pro balistický transport přes jednu jednostěnnou nanotrubici. V závěrečné části práce je porovnání provedených metod depozice.

Abstract:

In the presented work, we deal with preparation and characterization of semiconducting devices and transistors on silicon wafers using carbon nanotubes. First part of the work introduces elementary findings about producing semiconducting devices and their preparation. Especially we study the properties and the preparation of semiconducting devices using metallization and photolithography, and also the properties of carbon nanotubes. After that we illustrate several performed methods of CNTs synthesis on our samples. The last part discusses the achieved results. We measure I-V characteristics of every single semiconducting device, determine corresponding 1D density of states of free electrons. Band gap value of semiconducting nanotubes, calculated from the distance between the nearest subbands near Fermi level, is compared with theoretical values. Resistance of metallic nanotubes are compared as well. We discuss all performed CNTs synthesis procedures; their advantages, disadvantages, yield and usability at last.

Klíčová slova

polovodičová součástka, tranzistor, uhlíkové nanotrubice, V-A charakteristika, fotolitografie, semiconducting device, transistor, carbon nanotube, I-V characteristics, photolithography

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 2. 4. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 18. 6. 2013
• Vedoucí: doc. RNDr. Petr Mikulík, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzika / Fyzika kondenzovaných látek