Riconosciamo che il supporto per l'esercizio successivo; Sovvenzione per promosso specialmente ricerca (No. 25000003) da JSPS, sovvenzione per ricercare attività start-up (No.15H06133) e impegnativa ricerca (sperimentale) (No. JP17K18748) da MEXT del Giappone.

1. la dispersione di WS 2 nanotubi (NTs) su substrato
<ol><li>Disperdere polveri2 NT WS in alcool isopropilico (IPA, concentrazione più del 99,8%) con rapporto adeguato diluito (circa 0,1 mg/mL) di sonicazione per 20 min. Nota: La sonicazione da sempre aiuta a rendere WS2 NTs giunche uniformemente sospesi in un liquido di IPA e separata ben formato singoli WS2 NTs da amorfo WS2 o altri, come pure per rimuovere la spazzatura accumulando sul WS2 NTs superficie. Figura 2b Mostra la sospensione definitiva della WS2 NTs. Poiché la sospensione potrebbe essere riscaldata durante il processo di sonicazione, è meglio smettere di sonicazione a ogni 5 min e continuare sonicazione dopo 1 min.</li>
	<li>Procedura di rivestimento per rotazione per disperdere WS2 NTs su substrato.<ol>
<li>Avviare la spin-Verniciatrice e pompa a vuoto. Mettere un Si/SiO2 (3000 Å) substrato (1 x 1 cm) al centro del mandrino e fissarlo mediante vuoto con pompaggio velocità di 80 L/min e una pressione finale di 20 kPa. Nota: C'è un foro situato al centro del mandrino di collegamento alla pompa del vuoto, così il substrato è fissato mediante pressione di vuoto (velocità di pompaggio è di 80 L/min e pressione finale è 20 kPa). La pressione di vuoto può essere diversa a seconda della pompa.</li>
		<li>Impostare i parametri rilevanti della procedura da pannello di controllo della macchina spin coater. Nota: Ci sono tre passaggi durante la procedura di rivestimento per rotazione: (1) lentamente velocità fino a 500 rpm entro i primi 3 s, (2) rapidamente velocità fino a 4000 rpm e proseguire per 50 s, (3) rallentamento e arresto di filatura per gli ultimi 3 s. Tali parametri possono essere diversi a seconda dell'uso di spin coater.</li>
		<li>Mettere una goccia (circa 0,01 mL) della sospensione di WS2 NT madein (1.1) mediante una pipetta sul substrato, fino a quando il substrato è completamente coperto dalla sospensione (se non, mettere più goccioline). Quindi inizio spin-coating con relativi parametri in (1.2.2).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. preparazione del sottile fiocco su substrato tramite metodo scotch tape
<ol><li>Mettere un campione di piccola massa di WS2 (cresciuta tramite metodo di trasporto del vapore chimico) su nastro scotch. Piegare il nastro scotch e dispiegare lentamente per meccanicamente esfoliare lo strato sottile dalla massa. Ripetere questa procedura per più volte, fino a quando i campioni esfoliati sono abbastanza sottili. Nota: Nella figura 2 g e h 2 mostrano il nastro iniziale con piccolo campione globale di WS2 e il nastro finale dopo le procedure multiple pieghevole, rispettivamente.</li>
	<li>Incollare il nastro adesivo sulla parte superiore del substrato upside-down, premere leggermente il nastro e rimuovere con attenzione il nastro dalla parte superiore del substrato. Nota: Dopo aver rimosso il nastro, ci sono molti fini fioccosità lasciato sul substrato.</li>
</ol>3. fabbricazione di dispositivi di Litografia a fascio di elettroni.
<ol><li>Processo di rivestimento per rotazione per coprire il resist per litografia a fascio di elettroni.<ol>
<li>Seguire la stessa procedura di rivestimento per rotazione descritta in (1.2.1) e (1.2.2).</li>
		<li>Mettere una goccia (circa 0,04 mL) di polimetilmetacrilato (PMMA) mediante una pipetta sul substrato fino a quando il substrato è completamente coperto da PMMA. Quindi avviare la procedura di rivestimento per rotazione per coprire uniformemente PMMA su WS2 esempio per impedire che esso venga esposto in aria. Nota: PMMA è uno della resiste per litografia a fascio di elettroni.</li>
		<li>Dopo il rivestimento per rotazione, mettere il substrato su piastra calda a 180 ° C e calore per 1 min. Nota: Tali parametri possono essere diversi a seconda dei tipi di resistere.</li>
	</ol></li>
	<li>Selezione del campione mediante microscopia ottica.<ol>
<li>Avviare la fotocamera e microscopia ottica. Mettere il substrato sul palco.</li>
		<li>Spostare il palco e scansione di tutta la regione del substrato con adeguato ingrandimento (X 20) e nel frattempo, selezionare campioni isolati con dimensioni adatte. Nota: In totale, da 6 a 10 isolati campioni possono essere solitamente selezionati per ogni substrato di 1 cm x 1 cm.</li>
		<li>Scattare foto di ogni campione selezionato con diverso ingrandimento di 5x e 20 X 100 X. Quelle foto sono utilizzate per identificare la posizione di ciascun campione.</li>
	</ol></li>
	<li>Progettazione del modello di dispositivo su larga scala.<ol>
<li>Attivare il software AutoCAD e caricare il formato della grata del substrato. Inserire foto scattate in (3.2) e identificare le dimensioni e la posizione di ogni foto secondo i segni sul substrato.</li>
		<li>Inserire una grande piazza con lunghezza di 1200 µm e una piccola piazza con lunghezza di 300 µm che dovrebbe circondare ogni campione.</li>
		<li>Modelli su larga scala di progettazione tra cui gate, source, scarico e altri rilievi nella grande piazza ad eccezione di strutture fini vicino a campione. Progettazione piccoli segni vicino al campione per identificare con precisione la posizione dei campioni nel processo successivo di design per il modello di dispositivo su piccola scala.</li>
		<li>Ripetere (3.3.2) (3.3.3) per ogni campione.</li>
		<li>Registrare le coordinate del centro di ogni quadrato di grande e piccoli, rispettivamente.</li>
		<li>Eliminare foto inserita, grandi e piccole piazze e substrato reticolo formato, lasciando solo i modelli di grandi dimensioni progettati e piccoli segni. Esportare modelli di grandi dimensioni e piccoli segni come file dxf, rispettivamente.</li>
	</ol></li>
	<li>Prima litografia a fascio di elettroni.<ol>
<li>Mettere il substrato sul palco e risolvere il problema e inserire la tappa nella camera principale della macchina di Litografia di fascio di elettroni.</li>
		<li>Attivare il programma ECA (un programma per la generazione di un file utilizzato nel processo di fascio di elettroni). Impostare dimensione campo come 300 per la litografia di piccoli segni. Utilizzare strumento di dxf converter per trasferire file dxf a file cell.</li>
		<li>Caricare il file di cella generato in (3.4.2), immettere il nome di file, identificano l'origine e identificare punti con coordinate di piccole piazze notate in (3.3.5). Infine, identificare le coordinate del grande A e B marchi e piccolo A e B segna per ogni punto. Nota: Il grande A e B i contrassegni sono utilizzati per correggere la direzione del palco, mentre piccolo A e B marchi vengono utilizzati per identificare la mancata corrispondenza tra il modello progettato e modelli stampati, durante il processo di design pattern su piccola scala.</li>
		<li>Salvare il file come file con e attendere che la pressione all'interno della camera principale è inferiore a 5 x 10-5 PA. Nota: Poiché è il fascio di elettroni ad alta energia (50 kV di tensione accelerare), l'alta qualità del vuoto è necessaria.</li>
		<li>Quando la pressione della camera principale diventa bassa abbastanza per il processo di Litografia di fascio elettronico, attivare il programma di controllo del fascio di elettroni ESL-7500 e successivamente attivare la pistola di elettrone.</li>
		<li>Accendere il microscopio elettronico a scansione (SEM) e spostare il palco alla posizione dove il substrato è nella schermata. Regolare la luminosità, il contrasto e la messa a fuoco.</li>
		<li>Regolare l'angolo del palco da a giudicare dalla posizione relativa di grandi dimensioni A e B marchi originariamente progettati sul substrato, fino a quando l'errore di direzione è trascurabile ad ingrandimento di 5000 X. Dopo aver corretto la direzione dello stage, registrare la posizione del grande un marchio.</li>
		<li>Impostare l'ampiezza del fascio di elettroni per la litografia; 100 pA è per la litografia di piccoli segni. Spostare il palco per la posizione per la sintonizzazione di ampiezza e selezionare la modalità spot per la fotocamera, modificare l'ampiezza del fascio di elettroni fino a raggiungere 100 pA di amperometro. Dopo aver impostato l'ampiezza del fascio di elettroni, regolare la luminosità, il contrasto e la messa a fuoco.</li>
		<li>Carica salvato con file in (3.4.4) nel programma di ECA. Impostare parametri rilevanti: 2 s per tempo dose e 300 per la dimensione del campo. Infine avviare il processo di esposizione. Nota: Tempo di Dose può essere diversa a seconda il resist.</li>
		<li>Torna al programma di controllo del fascio elettronico ESL-7500, impostare 5000 X di ingrandimento e spostare il palco alla posizione registrata del grande un marchio. Confermare la posizione di grandi dimensioni A e B marchi.</li>
		<li>30000 X di ingrandimento di impostare e confermare la posizione del piccolo A e B segna per la litografia dei marchi piccoli primi progettato in (3.3.3). Nota: La litografia inizia dopo conforme piccolo segna e prende secondo diversi.</li>
		<li>Dopo aver terminato la litografia, ripetere questa procedura per tutti i campioni. All'ultimo, chiudere il processo di esposizione e chiudere il programma ECA.</li>
		<li>Seguire lo stesso processo da (3.4.2) a (3.4.10) con parametri diversi per la litografia del grande modello progettato in (3.3.3). In (3.4.2), impostare la dimensione del campo come 1200. In (3.4.3), solo identificare le coordinate di grandi dimensioni A e B segna tranne piccolo A e B marchi. In (3.4.8), è possibile impostare l'ampiezza del fascio di elettroni come 1000 pA per la litografia del modello grande. In (3.4.9), selezionare 1200 di dimensione campo. Nota: Dopo il processo di (3.4.10), la litografia del modello grande inizia e richiede diverse ore.</li>
		<li>Dopo aver terminato la litografia del grande modello, spostare il palco alla posizione originale, spegnere il fascio di elettroni e chiudere il processo di esposizione e il programma ECA. Aprire la camera principale e togliere il substrato.</li>
	</ol></li>
	<li>In primo luogo lo sviluppo.<ol>
<li>Fare una soluzione di Metil isobutil chetone (MIBK) e IPA con il rapporto di MIBK: IPA = 1:3. Immergere il substrato nella soluzione per 30 s e lavarlo dal liquido di IPA e asciugarlo dalla pistola di azoto. Nota: Tempo di sviluppo cambiano a seconda delle condizioni ambientali quali temperatura e umidità.</li>
		<li>Scattare foto di microscopia ottica per ogni modello stampato con differente ingrandimento di 5x e 20 X 100 X.</li>
	</ol></li>
	<li>Disegno del modello di dispositivo su piccola scala.<ol>
<li>Seguire lo stesso processo in (3.3). In (3.3.1), caricare il modello della grata del substrato includendo gli indicatori di piccoli progettati in (3.3.3) e inserire foto scattate dopo lo sviluppo di prima. Nota: Le dimensioni e la posizione di ogni foto dipende i piccoli segni progettati in (3.3.3), invece di segni sul substrato.</li>
		<li>Progettare la struttura fine del modello di dispositivo con origine, scarico e altri elettrodi in piccole piazze in una configurazione di bar Hall, che è collegato al grande motivo stampato. Dopo la progettazione di piccoli modelli per tutti i dispositivi, registrare le coordinate delle piccole piazze.</li>
		<li>Eliminare foto inserita, piccole piazze e modello di substrato, lasciando solo i piccoli modelli progettati. Esportare il modello piccolo come file dxf.</li>
	</ol></li>
	<li>Secondo Litografia a fascio di elettroni.<ol>
<li>Seguire lo stesso processo da (3.4.1) a (3.4.11) con gli stessi parametri per la litografia del piccolo modello progettato (3.6); impostare 300 per dimensioni del campo e selezionare 100 pA per l'ampiezza del fascio di elettroni. Nota: Il processo di Litografia richiede alcuni minuti per ogni piccolo modello.</li>
		<li>Dopo la litografia di piccolo modello, spostare il palco alla posizione originale, spegnere il fascio di elettroni, chiudere il processo di esposizione e chiudere il programma ECA. Aprire la camera principale e togliere il substrato.</li>
	</ol></li>
	<li>In secondo luogo lo sviluppo.<ol>
<li>Seguire lo stesso processo in (3,5) con lo stesso tempo in via di sviluppo come 30 s.</li>
		<li>Scattare foto di microscopia ottica per ogni modello con diverso ingrandimento di 5x e 20 X 100 X.</li>
	</ol></li>
</ol>4. deposizione di elettrodi
<ol><li>Deposizione di elettrodi d'oro.<ol>
<li>Difficoltà il substrato sul titolare del substrato, messo il titolare substrato sull'asta di trasferimento e inserirla nel vano principale dell'evaporatore. Comincia a ruotare il titolare di substrato.</li>
		<li>Sul primo deposito Cr di 5 nm di spessore come il livello di adesione. Quando la pressione all'interno della camera principale diventa meno di 10-4 Pa, accendere la sorgente di alta tensione.</li>
		<li>Aumentare la corrente di pistola di elettrone con cautela la tensione accelerare fissa di 4 kV, fino a quando il tasso che depositano misurato dal monitor di spessore diventa stabile circa 0,5 Å/s (solitamente pre-evaporare Cr di circa 5 nm).</li>
		<li>Aprire l'otturatore e depositare Cr fino a 5 nm di spessore. Chiudere l'otturatore, lentamente diminuire la corrente della pistola di elettrone a zero e spegnere la fonte di alta tensione.</li>
		<li>Successivamente depositare Au di opportuno spessore. Accendere la fonte di corrente e lentamente aumentare la corrente fino a 30 a. evaporare Au mantenendo la corrente di 30 A, fino a quando il tasso che depositano misurato dal monitor di spessore diventa stabile circa 1 Å/s (solitamente pre-evaporare Au di circa 10 nm).</li>
		<li>Aprire l'otturatore e iniziare a deposito Au. Dopo aver raggiunto lo spessore desiderato, chiudere l'otturatore, lentamente diminuire la corrente a zero e spegnere la fonte di corrente. Nota: Usiamo 60 nm per scaglie sottili e 90 nm per NT. Lo spessore appropriato a seconda del campione.</li>
		<li>Poiché il substrato viene riscaldato durante il processo di deposizione, rimangono il substrato all'interno della camera per 1 h al fine di raffreddare la temperatura vicino a temperatura ambiente. Fermare la rotazione titolare del substrato e portarlo fuori dall'asta di trasferimento.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Deposizione di SiO2 strato di protezione.<ol>
<li>Con l'aiuto di microscopia ottica, coprire le pastiglie e gli elettrodi cancello dal nastro. Nota: In linea di principio, solo le strutture fini degli elettrodi sono esposti allo strato di deposito di SiO2 per la protezione degli elettrodi contro la reazione chimica durante il gating di elettrolita.</li>
		<li>Seguire lo stesso processo di (4.1.1) (4.1.4) per depositare il Cr di 5 nm di spessore come strato di adesione.</li>
		<li>Successivamente seguire lo stesso processo di (4.1.1) (4.1.4) per depositare il SiO2 di 20 nm di spessore. Nota: Il tasso che depositano di SiO2 è circa 1 Å/s, mentre pre-evaporazione SiO2 di circa 10 nm.</li>
		<li>Raffreddare il substrato all'interno della camera per 1 h. Stop rotazione titolare del substrato e portarlo fuori la verga di trasferimento. Rimuovere il nastro al microscopio.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. completamento del dispositivo
<ol><li>Incisione di substrato.<ol>
<li>Accendere la macchina di incisione e pompa a vuoto con velocità di pompaggio di 50 L/min e una pressione finale di 30 kPa. Difficoltà il substrato sul palco da chuck vuoto e regolare l'angolo e la posizione del substrato.</li>
		<li>Scriba del substrato in piccoli pezzi (solitamente circa 3 x 3 mm). Nota: La dimensione di ogni pezzo è a seconda della posizione di ogni campione selezionato e il modello progettato.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Lift-off dispositivo.<ol>
<li>Selezionare un dispositivo e immergetelo in acetone (concentrazione oltre il 99,5%) per 1 h a temperatura ambiente per rimuovere il PMMA ridondanti e l'oro. Solo i fabbricato elettrodi vengono lasciati sul substrato.</li>
		<li>Dopo il processo di Lift-off, lavare il substrato di IPA e asciugare da pistola di azoto.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Wire-bonding.<ol>
<li>Accendere la macchina di wire-bonding. Difficoltà il substrato su chip-trasportatore mediante nastro pasta. Nota: Per il caso di2 NT WS, usiamo orizzontale rotatore illustrato nella Figura 2n.</li>
		<li>Con l'aiuto della macchina di wire-bonding, collegare ogni pad elettrodo e l'elettrodo di vettore chip uno ad uno con un filo d'oro.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Elettrolito gocciolina mettendo.<ol>
<li>Mettere una goccia di elettrolita (meno di 0,5 µ l) sulla parte superiore del dispositivo di una pinzetta dopo l'immersione nel liquido elettrolita. Nota: La quantità di elettroliti è molto poco; Esso copre la struttura fine del dispositivo e pad cancello ma evita che coprono gli elettrodi. Usiamo l'elettrolita di KClO4 (più del 99% di concentrazione) dissolto in polietilene glicole (spina; Mw = 600) con un [K]: rapporto [O] di 01:20 secondo la precedente pubblicazione38.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. misure di trasporto
<ol><li>Difficoltà il trasportatore di chip il supporto del campione e metterlo all'interno della camera del sistema di misura di proprietà fisiche, la verga di trasferimento. Pompa della camera dalla modalità di alto vuoto.</li>
	<li>Collegare il sistema di misura compresa amplificatori lock-in, nano-voltmetro, tester di sorgente e amplificatore. Applicare una costante corrente alternata (AC) con la frequenza di 13 Hz per eseguire le misurazioni AC-lock-in.</li>
	<li>Eseguire il programma Keysight VEE (programmi di misurazione).</li>
	<li>Nella misurazione della risposta del cancello, quando la tensione di gate è applicata all'elettrolita (cioè., tra origine e porta elettrodi), spazzare la tensione di gate con velocità di 50 mV/s a 300 K, in condizioni di alto vuoto per ridurre l'influenza dell'aria sul gating delle prestazioni.</li>
	<li>Nella misura della dipendenza di temperatura di resistenza, dapprima raffreddare fino a 200 K con il tasso di raffreddamento di 1 K/min in condizioni di alto vuoto e poi cambiare per la condizione di He-eliminato l'inceppo e mantenere il raffreddamento fino a 10 K con il tasso di raffreddamento di 1 K/min. Quando la temperatura è inferiore a 10K, raffreddare e scaldare con il tasso di 0,2 K/min. Nota: Nella condizione di He-eliminato l'inceppo, conduttanza termica e la temperatura risultante stabilità è migliore di quelle in condizioni di alto vuoto.</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

In WS2 NTs e fiocchi, abbiamo controllato con successo le proprietà elettriche di elettrostatica o electro chemical carrier doping.
Nella regione di doping elettrostatica, operazione ambipolare transistor è stato osservato. Tale curva di trasferimento ambipolare con un alto rapporto di accensione e spegnimento del rilevatore (> 102) osservati in Bassa polarizzazione di tensione indica il vettore efficace il doping a livello di interfaccia di tecnica gating elettrolito p...

Controllo del numero di elemento portante è la tecnica fondamentale per realizzare la transizione di fase quantistica in solidi1. Nel transistore di effetto di campo convenzionale (FET), viene realizzato tramite uso del massello cancello1,2. In un dispositivo, pendenza potenziale elettrico è uniforme in tutto i materiali dielettrici così quel numero di vettore indotto all'interfaccia è limitato, mostrato in Figura 1a.
D'altra parte, possiamo raggiungere la più alta densità dell'elemento portante all'interfaccia o alla rinfusa, sostituendo i materiali dielettrici solidi con gel/liquidi ionici o polimero elettroliti3,4,5,6, 7,8,9,10,11 (Figura 1b). L'antidoping elettrostatica per uso del liquido ionico, struttura di transistor (EDLT) doppio strato elettrico è formata all'interfaccia tra liquido ionico e campione, generando forte campo elettrico (> 0,5 V/Å) anche a bassa tensione di polarizzazione. Densità risultante dell'elemento portante alta (> 1014 cm-2) indotto alla causa13 interfaccia10,12,il romanzo transizione di fase quantistica o proprietà elettronica come elettrico-campo-induced ferromagnetismo14, blocco di Coulomb15, trasporto ambipolare16,17,18,19,20, 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27, formazione della giunzione p-n e risultante electroluminance28,29,30, grande modulazione di poteri termoelettrico31,32, onda di densità di carica e Mott transizioni33,34,35, e indotta da elettrico-campo isolante-metallo di transizione36,37 compresi superconduttività elettrica-campo-induced9 ,10,11,38,39,40,41,42,43,44 ,45,46,47,48,49.
Nel gating di elettrolita (Figura 1C), gli ioni non vengono accumulati solo all'interfaccia per formare EDLT, ma possono anche essere intercalati in strati di materiali bidimensionale tramite diffusione termica senza dannoso campione nell'ambito di applicazione della tensione di grande cancello, che conduce l'elettrochimica doping8,9,11,34,38,50,51,52,53 . Così, possiamo cambiare drasticamente il numero di elemento portante rispetto al transistor di effetto di campo convenzionale utilizzando il cancello solido. In particolare, la superconduttività indotta da elettrico-campo9,11,34,38,50 è realizzato mediante uso di elettrolita gating nella regione di vettori di grandi dimensioni numero dove non possiamo accedere secondo il metodo convenzionale di gating solido.
In questo articolo, vi presentiamo questa tecnica unica di controllo del numero di elemento portante nei solidi e panoramica del funzionamento di transistor e superconduttività elettrica-campo-indotta in semiconduttori WS2 campioni come WS2 fiocchi e WS2 nanotubi54,55,56,57.

<table><tbody><tr><td>Sonication machine</td><td>SND Co., Ltd.</td><td>US-2</td><td>http://www.senjyou.jp/</td></tr><tr><td>Spin-coater machine</td><td>ACTIVE Co.,Ltd.</td><td>ACT-300AII</td><td>http://www.acti-ve.co.jp/spincoater/standard/act300a2.html</td></tr><tr><td>Hot-plate</td><td>TAIYO</td><td>HP131224</td><td>http://www.taiyo-kabu.co.jp/products/detail.php?product_id=431</td></tr><tr><td>Optical Microscopy</td><td>OLYMPUS</td><td>BX51</td><td>https://www.olympus-ims.com/ja/microscope/bx51p/</td></tr><tr><td>Electron Beam Lithography machine</td><td>ELIONIX INC.</td><td>ELS-7500I</td><td>https://www.elionix.co.jp/index.html</td></tr><tr><td>Scribing machine</td><td>TOKYO SEIMITSU CO., LTD.</td><td>A-WS-100A</td><td>http://www.accretech.jp/english/product/semicon/wms/aws100s.html</td></tr><tr><td>Wire-bonding machine</td><td>WEST&amp;middot;BOND&amp;nbsp;</td><td>7476D-79</td><td>https://www.hisol.jp/products/bonder/wire/mgb/b.html</td></tr><tr><td>Physical Properties Measurement System</td><td>Quantum Design</td><td>PPMS</td><td>http://www.qdusa.com/products/ppms.html</td></tr><tr><td>Lock-in amplifier</td><td>Stanford Research Systems</td><td>SRS830</td><td>http://www.thinksrs.com/products/SR810830.htm</td></tr><tr><td>Source meter</td><td>Textronix</td><td>KEITHLEY 2612A</td><td>http://www.tek.com/keithley-source-measure-units/smu-2600b-series-sourcemeter</td></tr><tr><td>KClO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>241830</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigald/241830?lang=ja&amp;amp;region=JP</td></tr><tr><td>PEG</td><td>WAKO</td><td>168-09075</td><td>http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspCode=W01W0116-0907</td></tr><tr><td>IPA</td><td>WAKO</td><td>169-28121</td><td>http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspWkfcode=169-28121</td></tr><tr><td>MIBK</td><td>WAKO</td><td>131-05645</td><td>http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspCode=W01W0113-0564</td></tr><tr><td>PMMA</td><td>MicroChem</td><td>PMMA</td><td>http://microchem.com/Prod-PMMA.htm</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>WAKO</td><td>012-26821</td><td>http://www.siyaku.com/uh/Shs.do?dspWkfcode=012-26821</td></tr></tbody></table>

electric-field control of electronic states in ws2 nanodevices by electrolyte gating

È dimostrato un metodo di controllo del numero di elemento portante da elettrolita gating. Abbiamo ottenuto WS2 scaglie sottili con superficie atomicamente piana tramite metodo di nastro adesivo o singoli WS2 nanotubi disperdendo la sospensione di nanotubi di WS2 . I campioni selezionati sono stati fabbricati in dispositivi mediante l'uso della litografia a fascio di elettroni e dell'elettrolito è messo sui dispositivi. Abbiamo caratterizzato le proprietà elettroniche dei dispositivi sotto applicando la tensione di gate. Nella regione di tensione piccolo cancello, ioni nell'elettrolita sono accumulati sulla superficie dei campioni che conduce al grande elettrico potenziale goccia e conseguente elettrostatico vettore il doping a livello di interfaccia. Curva di trasferimento ambipolare è stato osservato in questa regione di verniciatura elettrostatica. Quando la tensione di gate è ulteriormente aumentata, abbiamo incontrato un altro drastico aumento della corrente di fonte-scarico che implica che gli ioni sono intercalati in strati di WS2 ed elettrochimica vettore doping è realizzato. In tale regione doping elettrochimica, superconduttività è stato osservato. La tecnica focalizzata fornisce una strategia potente per raggiungere la transizione di fase quantistica elettrico-archiviato-indotta.

Le operazioni di transistor tipico di un singolo WS2 NT e un dispositivi di fiocco2 WS sono mostrate in Figura 3a e 3b, rispettivamente, dove la fonte corrente (hoDS) del drenaggio in funzione della tensione di gate (V G) ben opera in una modalità ambipolare, mostrando un notevole contrasto con la risposta di cancello unipolare di FET gated solido convenzionale nella precedente p...

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Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

Qui, presentiamo un protocollo per controllare il numero di elemento portante nei solidi utilizzando l'elettrolita.

Controllo campo elettrico degli stati elettronici in nanodispositivi2 WS di elettrolita Gating

A method of carrier number control by electrolyte gating is demonstrated. We have obtained WS2 thin flakes with atomically flat surface via scotch tape ...

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Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

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Nanofabrication of Gate-defined GaAs/AlGaAs Lateral Quantum Dots

A quantum computer is a computer composed of quantum bits (qubits) that takes advantage of quantum effects, such as superposition of states and entanglement, to solve certain problems exponentially faster than with the best known algorithms on a classical computer. Gate-defined lateral quantum dots on GaAs/AlGaAs are one of many avenues explored for the implementation of a qubit. When properly fabricated, such a device is able to trap a small number of electrons in a certain region of space. The spin states of these electrons can then be used to implement the logical 0 and 1 of the quantum bit. Given the nanometer scale of these quantum dots, cleanroom facilities offering specialized equipment- such as scanning electron microscopes and e-beam evaporators- are required for their fabrication. Great care must be taken throughout the fabrication process to maintain cleanliness of the sample surface and to avoid damaging the fragile gates of the structure. This paper presents the detailed fabrication protocol of gate-defined lateral quantum dots from the wafer to a working device. Characterization methods and representative results are also briefly discussed. Although this paper concentrates on double quantum dots, the fabrication process remains the same for single or triple dots or even arrays of quantum dots. Moreover, the protocol can be adapted to fabricate lateral quantum dots on other substrates, such as Si/SiGe.

This paper presents a detailed fabrication protocol for gate-defined semiconductor lateral quantum dots on gallium arsenide heterostructures. These nanoscale devices are used to trap few electrons for use as quantum bits in quantum information processing or for other mesoscopic experiments such as coherent conductance measurements.

Nanofabbricazione di Porta definiti-GaAs / AlGaAs laterali Quantum Dots

A quantum computer is a computer composed of quantum bits (qubits) that takes advantage of quantum effects, such as superposition of states and ...

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Fine-tuning the Size and Minimizing the Noise of Solid-state Nanopores

Solid-state nanopores have emerged as a versatile tool for the characterization of single biomolecules such as nucleic acids and proteins1. However, the creation of a nanopore in a thin insulating membrane remains challenging. Fabrication methods involving specialized focused electron beam systems can produce well-defined nanopores, but yield of reliable and low-noise nanopores in commercially available membranes remains low2,3 and size control is nontrivial4,5. Here, the application of high electric fields to fine-tune the size of the nanopore while ensuring optimal low-noise performance is demonstrated. These short pulses of high electric field are used to produce a pristine electrical signal and allow for enlarging of nanopores with subnanometer precision upon prolonged exposure. This method is performed in situ in an aqueous environment using standard laboratory equipment, improving the yield and reproducibility of solid-state nanopore fabrication.

A methodology for preparing solid-state nanopores in solution for biomolecular translocation experiments is presented. By applying short pulses of high electric fields, the nanopore diameter can be controllably enlarged with subnanometer precision and its electrical noise characteristics significantly improved. This procedure is performed in situ using standard laboratory equipment under experimental conditions.

Ottimizzazione delle dimensioni e minimizzando il rumore di stato solido Nanopori

Solid-state nanopores have emerged as a versatile tool for the characterization of single biomolecules such as nucleic acids and proteins1. However, the ...

Fabrication of Gate-tunable Graphene Devices for Scanning Tunneling Microscopy Studies with Coulomb Impurities

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees of freedom to control electronic devices. In particular, the behavior of graphene&#8217;s charge carriers in response to potentials from charged Coulomb impurities is predicted to differ significantly from that of most materials. Scanning tunneling microscopy (STM) and scanning tunneling spectroscopy (STS) can provide detailed information on both the spatial and energy dependence of graphene&#39;s electronic structure in the presence of a charged impurity.&#160;The design of a hybrid impurity-graphene device, fabricated using controlled deposition of impurities onto a back-gated graphene surface, has enabled several novel methods for controllably tuning graphene&#8217;s electronic properties.1-8 Electrostatic gating enables control of the charge carrier density in graphene and the ability to reversibly tune the charge2 and/or molecular5 states of an impurity. This paper outlines the process of fabricating a gate-tunable graphene device decorated with individual Coulomb impurities for combined STM/STS studies.2-5 These studies provide valuable insights into the underlying physics, as well as signposts for designing hybrid graphene devices.

This paper details the fabrication process of a gate-tunable graphene device, decorated with Coulomb impurities for scanning tunneling microscopy studies. Mapping the spatially dependent electronic structure of graphene in the presence of charged impurities unveils the unique behavior of its relativistic charge carriers in response to a local Coulomb potential.

Fabbricazione di gate-sintonizzabili dispositivi di grafene per effetto tunnel studi di microscopia con Coulomb impurità

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees ...

Silicon Metal-oxide-semiconductor Quantum Dots for Single-electron Pumping

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by quantum mechanical effects such as tunneling through single dopants, scattering via interface defects, and discrete trap charge states. However, progress in silicon technology has shown that these phenomena can be harnessed and exploited for a new class of quantum-based electronics. Among others, multi-layer-gated silicon metal-oxide-semiconductor (MOS) technology can be used to control single charge or spin confined in electrostatically-defined quantum dots (QD). These QD-based devices are an excellent platform for quantum computing applications and, recently, it has been demonstrated that they can also be used as single-electron pumps, which are accurate sources of quantized current for metrological purposes. Here, we discuss in detail the fabrication protocol for silicon MOS QDs which is relevant to both quantum computing and quantum metrology applications. Moreover, we describe characterization methods to test the integrity of the devices after fabrication. Finally, we give a brief description of the measurement set-up used for charge pumping experiments and show representative results of electric current quantization.

The fabrication process and experimental characterization techniques relevant to single-electron pumps based on silicon metal-oxide-semiconductor quantum dots are discussed.

Silicio metallico-ossido-semiconduttore Quantum Dots per singolo elettrone di pompaggio

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by ...

Fabrication of Carbon Nanotube High-Frequency Nanoelectronic Biosensor for Sensing in High Ionic Strength Solutions

The unique electronic properties and high surface-to-volume ratios of single-walled carbon nanotubes (SWNT) and semiconductor nanowires (NW) 1-4 make them good candidates for high sensitivity biosensors. When a charged molecule binds to such a sensor surface, it alters the carrier density5 in the sensor, resulting in changes in its DC conductance. However, in an ionic solution a charged surface also attracts counter-ions from the solution, forming an electrical double layer (EDL). This EDL effectively screens off the charge, and in physiologically relevant conditions ~100 millimolar (mM), the characteristic charge screening length (Debye length) is less than a nanometer (nm). Thus, in high ionic strength solutions, charge based (DC) detection is fundamentally impeded6-8.
We overcome charge screening effects by detecting molecular dipoles rather than charges at high frequency, by operating carbon nanotube field effect transistors as high frequency mixers9-11. At high frequencies, the AC drive force can no longer overcome the solution drag and the ions in solution do not have sufficient time to form the EDL. Further, frequency mixing technique allows us to operate at frequencies high enough to overcome ionic screening, and yet detect the sensing signals at lower frequencies11-12. Also, the high transconductance of SWNT transistors provides an internal gain for the sensing signal, which obviates the need for external signal amplifier.
Here, we describe the protocol to (a) fabricate SWNT transistors, (b) functionalize biomolecules to the nanotube13, (c) design and stamp a poly-dimethylsiloxane (PDMS) micro-fluidic chamber14 onto the device, and (d) carry out high frequency sensing in different ionic strength solutions11.

We describe the device fabrication and measurement protocol for carbon nanotube based high frequency biosensors. The high frequency sensing technique mitigates the fundamental ionic (Debye) screening effect and allows nanotube biosensor to be operated in high ionic strength solutions where conventional electronic biosensors fail. Our technology provides a unique platform for point-of-care (POC) electronic biosensors operating in physiologically relevant conditions.

Fabbricazione di Nanotubi di carbonio ad alta frequenza Nanoelectronic biosensore per la rilevazione in alta forza ionica Solutions

The unique electronic properties and high surface-to-volume ratios of single-walled carbon nanotubes (SWNT) and semiconductor nanowires (NW) 1-4 make them ...

Bioingegneria

Characterizing Electron Transport through Living Biofilms

Here we demonstrate the method of electrochemical gating used to characterize electrical conductivity of electrode-grown microbial biofilms under physiologically relevant conditions.1 These measurements are performed on living biofilms in aqueous medium using source and drain electrodes patterned on a glass surface in a specialized configuration referred to as an interdigitated electrode (IDA) array. A biofilm is grown that extends across the gap connecting the source and drain. Potentials are applied to the electrodes (ES and ED) generating a source-drain current (ISD) through the biofilm between the electrodes. The dependency of electrical conductivity on gate potential (the average of the source and drain potentials, EG = [ED + ES]/2) is determined by systematically changing the gate potential and measuring the resulting source-drain current. The dependency of conductivity on gate potential provides mechanistic information about the extracellular electron transport process underlying the electrical conductivity of the specific biofilm under investigation. The electrochemical gating measurement method described here is based directly on that used by M. S. Wrighton2,3 and colleagues and R. W. Murray4,5,6 and colleagues in the 1980&#39;s to investigate thin film conductive polymers.

A protocol for measuring electrical conductivity of living microbial biofilms under physiologically relevant conditions is presented.

Caratterizzazione di trasporto dell'elettrone attraverso biofilm vivente

Here we demonstrate the method of electrochemical gating used to characterize electrical conductivity of electrode-grown microbial biofilms under ...

Chimica

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of nanowires. DEP is used for nanowire analysis, characterization, and for solution-based fabrication of semiconducting devices. The method works by applying an alternating electric field between metallic electrodes. The nanowire formulation is then dropped onto the electrodes which are on an inclined surface to create a flow of the formulation using gravity. The nanowires then align along the gradient of the electric field and in the direction of the liquid flow. The frequency of the field can be adjusted to select nanowires with superior conductivity and lower trap density. 
In this work, flow-assisted DEP is used to create nanowire field effect transistors. Flow-assisted DEP has several advantages: it allows selection of nanowire electrical properties; control of nanowire length; placement of nanowires in specific areas; control of orientation of nanowires; and control of nanowire density in the device. 
The technique can be expanded to many other applications such as gas sensors and microwave switches. The technique is efficient, quick, reproducible, and it uses a minimal amount of dilute solution making it ideal for the testing of novel nanomaterials. Wafer scale assembly of nanowire devices can also be achieved using this technique, allowing large numbers of samples for testing and large-area electronic applications.

In this paper, flow assisted dielectrophoresis is demonstrated for the self-assembly of nanowire devices. The fabrication of a silicon nanowire field effect transistor is shown as an example.

Flusso-assistita dielettroforesi: Un metodo a basso costo per la realizzazione di dispositivi ad alte prestazioni soluzione-processable Nanowire

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...

Generation and Control of Electrohydrodynamic Flows in Aqueous Electrolyte Solutions

To drive electrohydrodynamic (EHD) flows in aqueous solutions, the separation of cation and anion transport pathways is essential because a directed electric body force has to be induced by ionic motions in liquid. On the other hand, positive and negative charges attract each other, and electroneutrality is maintained everywhere in equilibrium conditions. Furthermore, an increase in an applied voltage has to be suppressed to avoid water electrolysis, which causes the solutions to become unstable. Usually, EHD flows can be induced in non-aqueous solutions by applying extremely high voltages, such as tens of kV, to inject electrical charges. In this study, two methods are introduced to generate EHD flows induced by electrical charge separations in aqueous solutions, where two liquid phases are separated by an ion-exchange membrane. Due to a difference in the ionic mobility in the membrane, ion concentration polarization is induced between both sides of the membrane. In this study, we demonstrate two methods. (i) The relaxation of ion concentration gradients occurs via a flow channel that penetrates an ion-exchange membrane, where the transport of the slower species in the membrane selectively becomes dominant in the flow channel. This is a driving force to generate an EHD flow in the liquid. (ii) A long waiting time for the diffusion of ions passing through the ion-exchange membrane enables the generation of an ion-dragged flow by externally applying an electric field. Ions concentrated in a flow channel of a 1 x 1 mm2 cross-section determine the direction of the liquid flow, corresponding to the electrophoretic transport pathways. In both methods, the electric voltage difference required for an EHD flow generation is drastically reduced to near 2 V by rectifying the ion transport pathways.

The rectification of ion transport pathways is an effective method to generate one-directional ion-dragged electrohydrodynamic flows. By setting an ion-exchange membrane in a flow channel, an electrically polarized condition is generated and causes a liquid flow to be driven when an electric field is externally applied.

Generazione e controllo di idrodinamiche flussi in soluzioni acquose dell'elettrolito

To drive electrohydrodynamic (EHD) flows in aqueous solutions, the separation of cation and anion transport pathways is essential because a directed ...

A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics

Two-dimensional (2D) materials have attracted huge attention due to their unique properties and potential applications. Since wafer scale synthesis of 2D materials is still in nascent stages, scientists cannot fully rely on traditional semiconductor techniques for related research. Delicate processes from locating the materials to electrode definition need to be well controlled. In this article, a universal fabrication protocol required in manufacturing nanoscale electronics, such as 2D quasi-heterojunction bipolar transistors (Q-HBT), and 2D back-gated transistors are demonstrated. This protocol includes the determination of material position, electron beam lithography (EBL), metal electrode definition, et al. A step by step narrative of the fabrication procedures for these devices are also presented. Furthermore, results show that each of the fabricated devices has achieved high performance with high repeatability. This work reveals a comprehensive description of process flow for preparing 2D nano-electronics, enables the research groups to access this information, and pave the way toward future electronics.

The article aims to introduce a standard and reliable fabrication procedure for the development of future low dimensional nanoelectronics.

Un metodo Standard e affidabile per fabbricare nanoelettronica bidimensionale

Two-dimensional (2D) materials have attracted huge attention due to their unique properties and potential applications. Since wafer scale synthesis of 2D ...

Preparation of Silicon Nanowire Field-effect Transistor for Chemical and Biosensing Applications

Surveillance using biomarkers is critical for the early detection, rapid intervention, and reduction in the incidence of diseases. In this study, we describe the preparation of polycrystalline silicon nanowire field-effect transistors (pSNWFETs) that serve as biosensing devices for biomarker detection. A protocol for chemical and biomolecular sensing by using pSNWFETs is presented. The pSNWFET device was demonstrated to be a promising transducer for real-time, label-free, and ultra-high-sensitivity biosensing applications. The source/drain channel conductivity of a pSNWFET is sensitive to changes in the environment around its silicon nanowire (SNW) surface. Thus, by immobilizing probes on the SNW surface, the pSNWFET can be used to detect various biotargets ranging from small molecules (dopamine) to macromolecules (DNA and proteins). Immobilizing a bioprobe on the SNW surface, which is a multistep procedure, is vital for determining the specificity of the biosensor. It is essential that every step of the immobilization procedure is correctly performed. We verified surface modifications by directly observing the shift in the electric properties of the pSNWFET following each modification step. Additionally, X-ray photoelectron spectroscopy was used to examine the surface composition following each modification. Finally, we demonstrated DNA sensing on the pSNWFET. This protocol provides step-by-step procedures for verifying bioprobe immobilization and subsequent DNA biosensing application.

We describe key steps for biosensing by using polysilicon nanowire field-effect transistors, including the preparation of the device and the immobilization and confirmation of a DNA molecular probe on the nanowire surface, as well as conditions for DNA sensing.

Preparazione della Silicon Nanowire effetto di campo transistor per l&#39;industria chimica e biosensing Applicazioni

Surveillance using biomarkers is critical for the early detection, rapid intervention, and reduction in the incidence of diseases. In this study, we ...

Controllo campo elettrico degli stati elettronici in nanodispositivi₂ WS di elettrolita Gating

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