Kohlenstoffnanoröhren (engl. carbon nanotubes) bieten hervorragende elektrische
Eigenschaften für neuartige Feldeffekttransistoren (engl. field-effect transistors) auf engstem Raum. Eine Möglichkeit zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften bietet eine geeignete Passivierung mit Hexamethyldisiloxan. In dieser Arbeit werden eine Flüssig- und eine Gasphasenbehandlung von Siliziumoxid-Oberflächen mit Hexamethyldisiloxan untersucht. Die Oberflächen werden dabei in wenigen Minuten hydrophobiert. Nach längeren Behandlungszeiten werden Wasserkontaktwinkel von 95° erreicht, die auch noch nach mehreren Tagen und einer Woche nachweisbar sind.
In der Anwendung auf Kohlenstoffnanoröhren-Feldeffekttransistoren (engl. carbon
nanotube field-effect transistors) wird die Hysterese um durchschnittlich 30 % gesenkt. Das Ziel der Behandlung wurde damit erreicht und lässt sich auf die erfolgreiche Beseitigung von Ladungsfallen durch Adsorbate zurückführen. Zusätzlich sinkt der An-Strom um 60 %. Für gute An-Aus-Verhältnisse über mehrere Größenordnungen bedeutet das jedoch keine drastische Verschlechterung der Schalteigenschaften. Die in dieser Arbeit vorgeschlagene Hexamethyldisiloxan-Gasphasenbehandlung kann daher erfolgreich zur Verringerung der Hysterese in Kohlenstoffnanoröhren-Feldeffekttransistoren eingesetzt werden.:1 Einleitung 6
2 Material und Methoden 8
2.1 Siliziumoxid-Oberflächen 8
2.2 Hexamethyldisiloxan als Passivierungsmittel 8
2.3 Flüssigphasenbehandlung 9
2.4 Gasphasenbehandlung 10
2.5 Kontaktwinkelmessung 11
3 Feldeffekttransistoren auf der Basis von Kohlenstoffnanoröhren 13
3.1 Kohlenstoffnanoröhren 13
3.1.1 Struktur und Nomenklatur 13
3.1.2 Elektrische Eigenschaften 14
3.2 Kohlenstoffnanoröhren-Feldeffekttransistoren 16
3.2.1 Aufbau, Herstellung und Funktionsprinzip 16
3.2.2 Kenngrößen zur FET-Charakterisierung 17
3.2.3 IU-Messung 19
4 Ergebnisse und Auswertung 20
4.1 Ergebnisse der Kontaktwinkelmessungen 20
4.1.1 Referenzmessungen auf Siliziumoxidoberflächen 20
4.1.2 Flüssigphasenbehandlung 21
4.1.3 Gasphasenbehandlung 21
4.1.4 Fehlerbetrachtung 25
4.1.5 Vergleich von Flüssig- und Gasphasenbehandlung 26
4.2 HMDSO-Behandlung von CNTFETs 27
4.2.1 Ergebnisse der IU-Messungen 28
4.2.2 Fehlerbetrachtung 31
5 Zusammenfassung der Ergebnisse und Ausblick 32
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:34365 |
| Date | 27 June 2019 |
| Creators | Roscher, Willi |
| Contributors | Zahn, Dietrich R. T., Tittmann-Otto, Jana, Technische Universität Chemnitz, Zentrum für Mikrotechnologien, Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion, doc-type:bachelorThesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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