Name: electric-field control of electronic states in ws2 nanodevices by electrolyte gating
Uploaded: 2018-04-12T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating at JoVE.com

Vi erkänner följande finansiella stöd; Bidrag för främjas speciellt forskning (nr 25000003) från JSPS, bidrag för forskning aktivitet start (No.15H06133) och utmanande forskning (förberedande) (nr. JP17K18748) från MEXT av Japan.

1. spridning av WS 2 nanorör (NTs) på substrat
<ol><li>Skingra WS2 NT pulver i isopropylalkohol (IPA, koncentration mer än 99,8%) med rätt utspädda förhållande (ca 0,1 mg/mL) av ultraljudsbehandling i 20 min. Obs: Long-time ultraljudsbehandling hjälper till att göra WS2 NTs jämnt svävande i IPA vätska och att separata välformade enskilda WS2 NTs från amorf WS2 eller annat skräp, samt för att ta bort skräp ansamlas på WS2 NTs yta. <st...

I både WS2 NTs och flingor, har vi framgångsrikt kontrolleras de elektriska egenskaperna av elektrostatiska eller elektronisk kemiska bärare dopning.
I elektrostatiska dopning region, har ambipolar transistor drift observerats. Sådana ambipolar överföring kurva med en hög tvåläges baserat (> 102) observerade i låg bias spänning visar effektiv transportören dopning på gränssnittet för elektrolyt Usenets teknik för tuning Fermi nivån på dessa system.
<...

Kontroll av antalet bärare är den viktigaste tekniken för inser quantum fas övergången i fasta ämnen1. I konventionella field-effecttransistor (FET) uppnås det genom användning av solid gate1,2. I en sådan enhet är elektrisk potentiell lutning enhetlig inom hela de dielektriska material så att inducerade operatör gränssnittet är begränsad, visas i figur 1a.
Däremot, kan vi uppnå den högre carrier tätheten på gränssnitt eller bulk genom att ersätta de fasta dielektriska material med Joniska geler/vätskor eller polymera elektrolyter3,4,5,6, 7,8,9,10,11 (figur 1b). I den elektrostatiska dopning av användning av jonisk vätska, elektrisk dubbla lager transistor (EDLT) struktur bildas i gränssnittet mellan jonisk vätska och prov, genererar starkt elektriskt fält (> 0,5 V/Å) även vid låg bias spänning. Resulterande hög carrier densitet (> 1014 cm-2) inducerad på gränssnittet10,12,13 orsaken de nya elektroniska egenskaper eller quantum fasövergång som Electric-fält-inducerad ferromagnetism14, Coulomb blockad15, ambipolar transport16,17,18,19,20, 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27, bildandet av PN- och resulterande electroluminance28,29,30, stora modulering av termoelektriska befogenheter31,32, debitera densitet våg och Mott övergångar33,34,35, och elektriska-fält-inducerad isolator-metall övergång36,37 inklusive elektriska-fält-inducerad supraledning9 ,10,11,38,39,40,41,42,43,44 ,45,46,47,48,49.
I en elektrolyt gating (figur 1 c), joner ackumuleras inte endast på gränssnittet för att bilda EDLT, men kan vara också interkalenderat i skikten av tvådimensionella material via termisk diffusion utan skadliga provet under tillämpa stor grind spänningen, leder till den elektrokemiska dopning8,9,11,34,38,50,51,52,53 . Således kan vi drastiskt ändra transportören jämfört med den konventionella field-effecttransistor använder fast grinden. Särskilt realiseras den elektriska-fält-inducerad supraledning9,11,34,38,50 genom användning av elektrolyt gating i regionen stor bärare numret där vi inte kan komma åt med konventionella solida Usenets metod.
I denna artikel, vi införa denna unika teknik för carrier kontrollen i fasta ämnen och översikt transistor drift och elektriska-fält-inducerad supraledning i halvledande WS2 prover såsom WS2 flingor och WS2 nanorör54,55,56,57.

<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

En metod för carrier nummer kontroll av elektrolyt gating demonstreras. Vi har fått WS2 tunna flingor med atomically plan yta via scotch tejp metoden eller enskilda WS2 nanorör av dispergering upphävandet av WS2 nanorör. Valda provexemplaren har tillverkats i enheter genom användning av den electron beam litografin och elektrolyt sätts på enheter. Vi har präglat de elektroniska egenskaperna hos enheter under tillämpa gate spänningen. I regionen små gate spänning ackumuleras joner i elektrolyten på ytan av proverna vilket leder till stora elektriska potentiella droppe och resulterande elektrostatiska transportören dopning på gränssnittet. Ambipolar överföring kurva har observerats i denna elektrostatiska dopning region. När grinden spänningen ökas ytterligare, träffade vi en annan drastisk ökning av källa-drain ström vilket innebär att joner är interkalenderat i skikten av WS2 och elektrokemiska carrier dopning realiseras. I sådan elektrokemiska dopning region, har supraledning observerats. Fokuserad tekniken ger en kraftfull strategi för att uppnå den elektriska-arkiverat-inducerad quantum fasövergång.

Typiska transistor verksamhet en enskilda WS2 NT och en WS2 flake-enheter visas i figur 3a och 3b, respektive, där källan dränera ström (jagDS) som en funktion av gate spänningen (V G) fint fungerar i ett ambipolar läge, visar en anmärkningsvärd kontrast till den konventionella solida gated FET svar på unipolär gate i föregående publikation58. M...

Watch this Scientific Journal Video about Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating at JoVE.com

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

Här presenterar vi ett protokoll för att styra antalet bärare i fasta ämnen med hjälp av elektrolyten.

Elektriska-fältet kontroll av elektroniska staterna i WS2 nanomaskiner sig av elektrolyt 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 ...

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Engineering

Unit 1

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

Electric Charges and Fields

SCIENTISTS IN ACTION

Development of Whispering Gallery Mode Polymeric Micro-optical Electric Field Sensors

Utveckling av Whispering Gallery läge Polymera Micro-optiska sensorer för elektriska

Optical modes of dielectric micro-cavities have received significant attention in recent years for their potential in a broad range of applications. The ...

Gain-compensation Methodology for a Sinusoidal Scan of a Galvanometer Mirror in Proportional-Integral-Differential Control Using Pre-emphasis Techniques

Gain-kompensation Metodik för en sinus Scan av en galvanometerspegel i proportional-integral-differentialkontroll Använda förbetoning Techniques

Galvanometer mirrors are used for optical applications such as target tracking, drawing, and scanning control because of their high speed and accuracy. ...

Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy (ATOM)

Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy ATOM

Mikrofluidisk Imaging Flödescytometri genom Asymmetrisk Detektering Tidssträckning Optisk Mikroskopi (ATOM)

Scaling the number of measurable parameters, which allows for multidimensional data analysis and thus higher-confidence statistical results, has been the ...

Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor

Studie med sifon Breaker Experiment och simuleringar för en forskningsreaktor

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent ...

Measurements of Soil Carbon by Neutron-Gamma Analysis in Static and Scanning Modes

Mätningar av kol i marken av Neutron-Gamma analys i statisk och Scanning lägen

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of ...

Design and Characterization Methodology for Efficient Wide Range Tunable MEMS Filters

Design och karakterisering metod för effektiv Wide Range avstämbara MEMS filter

Here, we demonstrate the advantages of the laser Doppler vibrometer (LDV) over conventional techniques (the network analyzer), as well as the techniques ...

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

Flöde-assisted Dielectrophoresis: En låg kostnad metod för tillverkning av högpresterande lösning-bearbetningsbar nanotråd enheter

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

Generation and Coherent Control of Pulsed Quantum Frequency Combs

Generation och konsekvent kontroll av pulsad Quantum frekvens kammar

We present a method for the generation and coherent manipulation of pulsed quantum frequency combs. Until now, methods of preparing high-dimensional ...

Generation and Control of Electrohydrodynamic Flows in Aqueous Electrolyte Solutions

Generation och kontroll av Electrohydrodynamic flödar i vattenhaltig elektrolyt lösningar

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

Controllable Nucleation of Cavitation from Plasmonic Gold Nanoparticles for Enhancing High Intensity Focused Ultrasound Applications

Kontrollerbar kärnbildning av kavitation från plasmoniska guld nanopartiklar för att förbättra hög intensitet fokuserat ultraljud program

In this study, plasmonic gold nanoparticles were simultaneously exposed to pulsed near-infrared laser light and high intensity focused ultrasound (HIFU) ...