Optimalisatie van FET’s

Nanokoolstofbuisjes in polymeren verpakken verhoogt prestaties van veldeffecttransistoren

Vladimir Derenskyi onderzocht het fabriceren en optimaliseren van veldeffecttransistoren (Field Effect Transistors – FET’s) met enkelwandige koolstofnanobuisjes (Single Wall Nano Tubes – SWNT’s). Zijn doel was het verbeteren van de prestaties van de FET’s en het ontwikkelen van een productietechniek die schaalbaar en reproduceerbaar is. Daarbij keek hij naar de effecten van verschillende productietechnieken op de werking van de FET’s. Fundamenteel keek hij hoe de ladingdragers zich door het materiaal bewegen.

Belangrijk is om het juiste type SWNT te isoleren, omdat die tijdens het productieproces altijd in een mengsel ontstaan. Hiervoor gebruikte Derenskyi een techniek waarbij polymeren zich om specifieke SWNT’s wikkelen. Met die polymeren is het mogelijk specifieke koolstofnanobuisjes uit het mengsel te halen. Via elektrische karakteristieken van de FET’s kon hij de zuiverheid van de halfgeleidende SWNT-oplossing schatten op meer dan 99.9%.

Ook onderzocht Derenskyi de fabricatie van koolstofnanobuis FET’s via chemische zelfassemblage van halfgeleidende SWNT’s op substraten met geprefabriceerde elektrodes. Hij voorzag het polymeer van thiolhoudende zijketens voor een chemische zelfassemblage van de geselecteerde SWNT's op gouden elektrodes. De apparaten met individuele SWNT's hebben een ongekend hoge opbrengst van 100 procent voor het aantal werkende FET’s. De SWNT's die via thiolgroepen geassembleerd zijn, zitten stabiel verankerd aan het substraat en zijn bestand tegen externe perturbatie zoals sonicatie in organische oplosmiddelen.

Het promotieonderzoek van Vladimir Derenskyi vond plaats bij de afdeling Photophysics and OptoElectronics van het Zernike Institute for Advanced Materials met financiering van STW/NWO.

De volledige verhandeling leest u hier.