InSb nanoszál alapú tranzisztorok készítése és karakterizációja
InSb nanoszál alapú tranzisztorok készítése és karakterizációja
Fülöp Bálint Fizikus MSc I.évf.
Konzulens: Dr. Csonka Szabolcs
A III-V félvezetők között az indium-antimonidban a legnagyobb az elektron-mobilitás és a legerősebb spin-pálya kölcsönhatás. Ez a két tulajdonsága a nagyfrekvenciás elektronika és a spintronika egyik legígéretesebb jövőbeli alapanyagává teszi. Újabban vált lehetővé InSb nanoszálak molekuláris epitaxiával történő növesztése, ami megnyitja az utat az InSb nanoszál alapú tranzisztorok felé.
A dolgozat egy három és fél hónapos, 2012 nyári gyakornoki munka eredményeit dolgozza fel, melynek célja Si/SiO2-szubsztrátra helyezett InSb nanoszálak ohmikus kontaktálása volt. A cél, hogy kiküszöböljük a kontaktusokon fellépő Schottky-hatást. Ezáltal lehetőség nyílik arra, hogy a szálon csupán elektrosztatikus úton (több gate együttes alkalmazásával) lehetséges legyen kvantum pöttyök kialakítása.
Négy felhasznált anyag (Pt, Pd, Ti, Ni) esetében vizsgáltuk a kontakt ellenállások nagyságát és karakterét. Megfelelő anyagválasztással és ideális körülmények között sikerült a kontakt ellenállsokat a nagyon jónak mondható ~100-1000Ohm érték nagyságrendre csökkenteni. Ez a kontaktált nanoszál ellenállásának <5%-a. A kontaktok vizsgálatán felül a szubsztrátot gate-ként használva a szálak vezetési tulajdonságait elemeztük, ill. megnéztük egy gyors hőkezelési eljárásnak a szálakra és a kontaktusokra gyakorolt hatását is. A mérések során a kontaktusok hatásának vizsgálatán felül sikerült kimutatni az áram terjedésének egyes tulajdonságait a szálban, illetve a hőkezelés hatását is, melynek során sikerült lényegesen tovább csökkenteni a kontakt ellenállásokat.
A munka magában foglalta az irodalom feldolgozását, az érintkezésekhez használt anyagok kiválasztását, a minták megtervezését és legyártását, az elkészült minták karakterizációját és végül a mérések kiértékelését. A gyakorlat az észak-franciaországi Lille-ben, az Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) fizikai kutatócsoportjában zajlott Renaud Leturcq vezetésével.
