Name: electric-field control of electronic states in ws2 nanodevices by electrolyte gating
Uploaded: 2018-04-12T13:30:00
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Wir anerkennen, dass die folgenden finanziellen Unterstützung; Beihilfe für Forschung (Nr. 25000003) von JSPS speziell gefördert, Beihilfe für Forschung Tätigkeit Inbetriebnahme (No.15H06133) und anspruchsvolle Forschung (explorative) (No. JP17K18748) von MEXT Japans.

(1) Dispersion von WS 2 Nanoröhren (NTs) auf Substrat
<ol><li>WS2 NT Pulver in Isopropylalkohol (IPA, Konzentration mehr als 99,8 %) mit richtigen verdünnten Verhältnis (ca. 0,1 mg/mL) durch Ultraschallbehandlung für 20 min zu zerstreuen. Hinweis: Der langjährige Beschallung hilft, WS2 NTs gleichmäßig ausgesetzt in IPA Flüssigkeit und separate wohlgeformt individuelle WS2 NTs von amorphen WS2 oder andere Dschunken machen, sowie den Müll ansammeln auf WS...

In WS2 NTs und Flocken, haben wir erfolgreich die elektrischen Eigenschaften von elektrostatischen kontrolliert oder Elektro-Chemikalien-Frachter doping.
In elektrostatischen doping Region ist ambipolar Transistor Betrieb beobachtet worden. So ambipolar Transfer-Kurve mit hohem ein-/aus-Verhältnis (> 102) beobachteten in niedrigen Bias Spannung zeigt die effektive Träger doping an der Schnittstelle von Elektrolyt gating Technik für tuning das Fermi-Niveau dieser System...

Kontrolle über die Anzahl der Träger ist der Key-Technik für die quantenphasenübergang in Feststoffen1zu realisieren. In der konventionellen Feldeffekttransistor (FET) wird durch Verwendung von soliden Tor1,2erreicht. In einem solchen Gerät ist elektrische mögliche Steigung der dielektrischen Materialien einheitlich so diese induzierte Träger Zahl an der Schnittstelle begrenzt, dargestellt in Abbildung 1a.
Auf der anderen Seite erreichen wir die höhere Dichte der Träger an der Schnittstelle oder Masse, indem die festen dielektrischen Materialien mit ionischen Gele/Flüssigkeiten oder Polymer Elektrolyte3,4,5,6, 7,8,9,10,11 (Abbildung 1 b). In der elektrostatischen doping durch Verwendung von ionischen Flüssigkeit Elektrische Doppelschicht Transistor (EDLT) Struktur wird an der Schnittstelle zwischen ionischen Flüssigkeit und Probe, Erzeugung von starken elektrischen Feld gebildet (> 0,5 V/Å) auch bei geringer Vorspannung. Daraus resultierende hohe Träger Dichte (> 1014 cm-2) induziert die Schnittstelle10,12,13 Ursache die neuartige elektronische Eigenschaften oder Quanten Phasenübergang wie e-Feld-induzierte Ferromagnetismus14, Coulomb Blockade15, ambipolar Transport16,17,18,19,20, 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27, Bildung von p-n-Übergang und daraus resultierende Electroluminance28,29,30, großer Modulation der thermoelektrische Kräfte31,32, laden Dichte Welle und Mott Übergänge33,34,35, und e-Feld-induzierte Isolator-Metall Übergang36,37 , einschließlich e-Feld-induzierte Supraleitung9 ,10,11,38,39,40,41,42,43,44 ,45,46,47,48,49.
In den Elektrolyten gating (Abbildung 1 c), Ionen sind nicht nur an der Schnittstelle zur Form EDLT angesammelt, sondern können auch in Schichten der zweidimensionalen Materialien über thermische Diffusion ohne schädliche Probe unter Anwendung der großen Gate-Spannung eingelagert werden, führt zu den elektrochemischen doping8,9,11,34,38,50,51,52,53 . So können wir die Träger-Anzahl im Vergleich zu den konventionellen Feldeffekt-Transistors mit soliden Tor drastisch ändern. E-Feld-induzierte Supraleitung9,11,34,38,50 erfolgt insbesondere durch Verwendung von Elektrolyt Anspritzung in der Region der großen Träger Anzahl, wo wir nicht von der herkömmlichen festen gating-Methode zugreifen können.
In diesem Artikel stellen wir diese einzigartige Technik der Träger Nummer Kontrolle in Festkörpern und Übersicht der Transistor Betrieb und e-Feld-induzierte Supraleitung in halbleitenden WS2 Proben wie WS2 Flocken und WS2 Nanoröhren54,55,56,57.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<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&#183;BOND&#160;</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>KClO4</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>241830</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigald/241830?lang=ja&#38;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

Eine Methode der Träger Nummer Kontrolle durch Elektrolyt Anspritzung wird demonstriert. Wir haben WS2 dünne Flocken mit atomar flachen Oberfläche per Tesafilm Methode oder individuelle WS2 Nanoröhren erhalten, durch die Aussetzung der WS2 Nanoröhren Dispergieren. Die ausgewählten Beispiele haben in Geräte durch den Einsatz von der Elektronenstrahllithographie hergestellt worden und Elektrolyt wird auf den Geräten. Wir haben die elektronischen Eigenschaften der Geräte unter Anwendung der Gate-Spannung gekennzeichnet. Im Großraum kleiner Gate-Spannung werden Ionen im Elektrolyten auf der Oberfläche der Proben gesammelt, führt zu der großen elektrischen potenzielle Drop und daraus resultierenden elektrostatische Träger doping an der Schnittstelle. Ambipolar Transfer Kurve ist elektrostatische doping hierzulande beobachtet worden. Wenn die Gate-Spannung weiter erhöht, trafen wir eine weitere drastische Erhöhung der Source-Drain-Strom, der impliziert, dass Ionen in Schichten von WS2 Zwischenspiele sind und elektrochemische Träger doping realisiert. In einer solchen elektrochemischen doping Region wurde Supraleitung beobachtet. Die fokussierte Technik bietet eine wirkungsvolle Strategie zur Erreichung der Elektro-eingereicht-induzierte quantenphasenübergang.

Die typische Transistor Operationen eine individuelle WS2 NT und ein WS2 Flocke-Geräte erscheinen in Abbildung 3a und 3 b, bzw. wo die Quelle drain Strom (ichDS) in Abhängigkeit von der Gate-Spannung (V G) schön in einem ambipolar Modus, zeigt einen bemerkenswerten Kontrast zu der unipolaren Tor Antwort von den herkömmlichen festen gated FET in früheren Publikation<sup class=...

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

Hier präsentieren wir ein Protokoll, um die Anzahl der Träger in Festkörpern mit Elektrolyten steuern.

Elektrisches Feld Kontrolle der elektronischen Zustände in WS2 Nanosysteme durch Elektrolyt Anspritzung

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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