Name: a standard and reliable method to fabricate two-dimensional nanoelectronics
Uploaded: 2018-08-28T13:00:00
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इस कार्य को राष्ट्रीय विज्ञान परिषद्, ताईवान द्वारा अनुबंध सं. के अंतर्गत समर्थित किया गया. सर्वाधिक 105-2112-M-003-016-MY3 । यह काम राष्ट्रीय ताइवान विश्वविद्यालय के इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में राष्ट्रीय नैनो डिवाइस प्रयोगशालाओं और ई-बीम प्रयोगशाला द्वारा समर्थित हिस्से में भी किया गया ।

1.2d अर्ध heterojunction ट्रांजिस्टर निर्माण प्रक्रिया
<ol><li>कमर्शियल सी प्लेन नीलम तैयार करें ।<ol>
<li>पूरी सिंगल साइड पॉलिश वाली नीलम (2 इंच) को एसीटोन के साथ धो लें ।</li>
		<li>isopropyl शराब के साथ नीलमणि सब्सट्रेट कुल्ला ।</li>
	</ol></l...

<ol>
	<li>Kim, Y. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+for+Nanoscale+MOSFETs+and+Emerging+Nanoelectronics.">Challenges for Nanoscale MOSFETs and Emerging Nanoelectronics.</a> Transactions on Electrical and Electronic Materials. 11 (3), 93-105 (2010).</li><li>Waldrop, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+chips+are+down+for+Moore's+law.">The chips are down for Moore's law.</a> Nature. 530 (7589), 144-147 (2016).</li><li>Lan, Y. W., Chang, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+oxygen+bonding+on+defective+semiconducting+and+metallic+single-walled+carbon+nanotube+bundles.">Effects of oxygen bonding on defective semiconducting and metallic single-walled carbon nanotube bundles.</a> Carbon. 50 (12), 4619-4627 (2012).</li><li>Lan, Y. W., Aravind, K., Wu, C. S., Kuan, C. H., Chang-Liao, K. S., Chen, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interplay+of+spin-orbit+coupling+and+Zeeman+effect+probed+by+Kondo+resonance+in+a+carbon+nanotube+quantum+dot.">Interplay of spin-orbit coupling and Zeeman effect probed by Kondo resonance in a carbon nanotube quantum dot.</a> Carbon. 50 (10), 3748-3752 (2012).</li><li>Lan, Y. W., Nguyen, L. N., Lai, S. J., Lin, M. C., Kuan, C. H., Chen, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+embedded+charge+defects+in+suspended+silicon+nanowires+using+a+carbon-nanotube+cantilever+gate.">Identification of embedded charge defects in suspended silicon nanowires using a carbon-nanotube cantilever gate.</a> Applied Physics Letters. 99 (5), (2011).</li><li>De Volder, M. F. L., Tawfick, S. H., Baughman, R. H., Hart, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanotubes:+present+and+future+commercial+applications.">Carbon nanotubes: present and future commercial applications.</a> Science (New York, N.Y.). 339 (6119), 535-539 (2013).</li><li>Eatemadi, A., Daraee, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanotubes:+Properties,+synthesis,+purification,+and+medical+applications.">Carbon nanotubes: Properties, synthesis, purification, and medical applications.</a> Nanoscale Research Letters. 9 (1), 1-13 (2014).</li><li>Lan, Y. W., Chang, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer-free+patterning+of+graphene+at+sub-10-nm+scale+by+low-energy+repetitive+electron+beam.">Polymer-free patterning of graphene at sub-10-nm scale by low-energy repetitive electron beam.</a> Small. 10 (22), 4778-4784 (2014).</li><li>Romero, M. F., Bosca, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+2D-Graphene+on+SiN+Passivated+AlGaN/GaN+MIS-HEMTs+Under+Mist+Exposure.">Impact of 2D-Graphene on SiN Passivated AlGaN/GaN MIS-HEMTs Under Mist Exposure.</a> IEEE Electron Device Letters. 38 (10), 1441-1444 (2017).</li><li>Blaschke, B. M., Tort-Colet, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+brain+activity+with+flexible+graphene+micro-transistors.">Mapping brain activity with flexible graphene micro-transistors.</a> 2D Materials. 4 (2), 25040 (2017).</li><li>Zhu, Z., Murtaza, I., Meng, H., Huang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thin+film+transistors+based+on+two+dimensional+graphene+and+graphene/semiconductor+heterojunctions.">Thin film transistors based on two dimensional graphene and graphene/semiconductor heterojunctions.</a> RSC Advances. 7 (28), 17387-17397 (2017).</li><li>Kim, S. J., Choi, K., Lee, B., Kim, Y., Hong, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+for+Flexible,+Stretchable+Electronics:+Graphene+and+2D+Materials.">Materials for Flexible, Stretchable Electronics: Graphene and 2D Materials.</a> Annual Review of Materials Research. 45 (1), 63-84 (2015).</li><li>Manzeli, S., Ovchinnikov, D., Pasquier, D., Yazyev, O. V., Kis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2D+transition+metal+dichalcogenides.">2D transition metal dichalcogenides.</a> Nature Reviews Materials. 2, (2017).</li><li>Kolobov, A. V., Tominaga, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Emerging Applications of 2D TMDCs. 239, 473-512 (2016).</li><li>Nguyen, L. N., Lan, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resonant+tunneling+through+discrete+quantum+states+in+stacked+atomic-layered+MoS2.">Resonant tunneling through discrete quantum states in stacked atomic-layered MoS2.</a> Nano Letters. 14 (5), 2381-2386 (2014).</li><li>Torres, C. M., Lan, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Current+Gain+Two-Dimensional+MoS2-Base+Hot-Electron+Transistors.">High-Current Gain Two-Dimensional MoS2-Base Hot-Electron Transistors.</a> Nano Letters. 15 (12), 7905-7912 (2015).</li><li>Jariwala, D., Sangwan, V. K., Lauhon, L. J., Marks, T. J., Hersam, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+Device+Applications+for+Semiconducting+Two-Dimensional+Transition+Metal+Dichalcogenides.">Emerging Device Applications for Semiconducting Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides.</a> ACS Nano. 8 (2), 1102-1120 (2014).</li><li>Choi, W., Choudhary, N., Han, G. H., Park, J., Akinwande, D., Lee, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+development+of+two-dimensional+transition+metal+dichalcogenides+and+their+applications.">Recent development of two-dimensional transition metal dichalcogenides and their applications.</a> Materials Today. 20 (3), 116-130 (2017).</li><li>Xiao, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology, Second Edition. , (2012).</li><li>Lin, C. Y., Zhu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic-Monolayer+Two-Dimensional+Lateral+Quasi-Heterojunction+Bipolar+Transistors+with+Resonant+Tunneling+Phenomenon.">Atomic-Monolayer Two-Dimensional Lateral Quasi-Heterojunction Bipolar Transistors with Resonant Tunneling Phenomenon.</a> ACS Nano. 11 (11), 11015-11023 (2017).</li><li>Qi, J., Lan, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Piezoelectric+effect+in+chemical+vapour+deposition-grown+atomic-monolayer+triangular+molybdenum+disulfide+piezotronics.">Piezoelectric effect in chemical vapour deposition-grown atomic-monolayer triangular molybdenum disulfide piezotronics.</a> Nature Communications. 6, (2015).</li></ol>

इस लेख में, नैनोमीटर स्केल में 2d सामग्री पर आधारित उपंयास इलेक्ट्रॉनिक्स के निर्माण की विस्तृत प्रक्रियाओं का प्रदर्शन किया है । प्रत्येक अनुप्रयोग के नमूना तैयारी प्रक्रियाओं के बाद एक दूसरे के साथ ...

पिछले दशकों से, मानव जाति ट्रांजिस्टर के आकार में तेजी से downscale का अनुभव कर रही है और इसके फलस्वरूप, एकीकृत परिपथों (आईसीएस) में ट्रांजिस्टरों की संख्या में घातीय वृद्धि हुई है. यह सिलिकॉन आधारित पूरक धातु-ऑक्साइड अर्धचालक (CMOS) प्रौद्योगिकी1की सतत प्रगति रखता है । इसके अलावा, आकार और गढ़े उपकरणों के प्रदर्शन में इस मौजूदा प्रवृत्ति पर अभी भी कर रहे है मूर कानून है, जो कहा गया है कि इलेक्ट्रॉनिक चिप्स पर ट्रांजिस्टर की संख्या, साथ ही उनके प्रदर्शन, लगभग हर दो साल के डबल्स2के साथ ट्रैक । CMOS ट्रांजिस्टर अधिकांश में मौजूद हैं, नहीं तो सभी, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के बाजार में उपलब्ध है और इस तरह यह मानव जीवन का एक अभिंन हिस्सा बना रही है । इस के कारण, वहां चिप आकार और प्रदर्शन में सुधार के लिए निरंतर मांग कर रहे है जो निर्माताओं को धक्का दिया गया है मूर कानून ट्रैक निंनलिखित रखने के लिए ।
दुर्भाग्य से, मूर के कानून के रूप में और अधिक सिलिकॉन सर्किट के रूप में उत्पंन गर्मी की राशि के लिए अपने अंत के निकट प्रतीत होता है एक छोटे से क्षेत्र2में निचोड़ा है । यह एक ही समय में बेहतर नहीं है, अगर एक ही प्रदान कर सकते हैं कि सामग्री के नए प्रकार के लिए कॉल, एक अपेक्षाकृत छोटे पैमाने में लागू किया जा सकता है और, सिलिकॉन के रूप में प्रदर्शन. हाल ही में, नए होनहार सामग्री कई भौतिक विज्ञान शोध के विषयों गया है । एक आयामी (1 डी) कार्बन नैनोट्यूब3,4,5,6,7, 2d ग्राफीन8,9,10, के रूप में ऐसी सामग्री 11 , 12, और संक्रमण धातु dichalcogenides (TMDs)13,14,15,16,17,18, अच्छे उंमीदवारों कि के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है सिलिकॉन के लिए विकल्प आधारित CMOS और मूर कानून ट्रैक जारी है ।
छोटे पैमाने पर उपकरणों के निर्माण के लिए सफलतापूर्वक इस तरह के लिथोग्राफी और धातु इलेक्ट्रोड परिभाषा के रूप में अन्य निर्माण तकनीकों के लिए आगे बढ़ने के लिए सामग्री के स्थान के सावधान संकल्प की आवश्यकता है. तो, इस पत्र में प्रस्तुत की विधि इस जरूरत को संबोधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था । पारंपरिक अर्धचालक निर्माण तकनीक19की तुलना में, इस पत्र में प्रस्तुत दृष्टिकोण दर्जी है, जो सामग्री के स्थान को खोजने के मामले में अधिक ध्यान देने की जरूरत है छोटे पैमाने पर उपकरणों के विकास के लिए फिट । इस विधि के उद्देश्य के लिए मज़बूती से 2 डी nanomaterial उपकरणों, जैसे 2d वापस gated ट्रांजिस्टर और क्ष-HBTs, मानक निर्माण प्रक्रियाओं का उपयोग कर बनाना है । यह भविष्य nanodevice घटनाओं के लिए एक मंच के रूप में सेवा के रूप में यह भविष्य में उंनत नैनो-पैमाने पर उपकरणों के उत्पादन की दिशा प्रशस्त कर सकते हैं ।
कार्यवाही अनुभाग में, 2d सामग्री आधारित उपकरणों के लिए निर्माण प्रक्रियाओं अर्थात्, क्ष-HBT और 2d वापस gated ट्रांजिस्टर विस्तार से चर्चा कर रहे हैं । इलेक्ट्रॉन बीम patterning सामग्री स्थान निर्धारण और धातु इलेक्ट्रोड परिभाषा के साथ संयुक्त के बाद से वे दोनों उल्लेख किया प्रक्रियाओं में आवश्यक है प्रोटोकॉल शामिल हैं । भाग 1 Q-HBTs20के चरण-दर-चरण निर्माण प्रक्रिया की चर्चा करता है; और भाग 2 को एक सार्वभौमिक दृष्टिकोण को प्रदर्शित करता है रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड (राज्यमंत्री2) वापस-gated ट्रांजिस्टर स्थानांतरण से लिफ्ट-बंद21, जो पूरी तरह से लेख में दिखाया गया है प्राप्त करने के लिए । विस्तृत प्रक्रिया प्रवाह (चित्रा 1) में सचित्र है ।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:973px;" width="973">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">E-gun Evaporator</td>
			<td style="width:175px;">AST</td>
			<td style="width:255px;">PEVA 600I</td>
			<td style="width:296px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Au slug, 99.99%</td>
			<td>Well-Being Enterprise Co</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Ti slug, 99.99%</td>
			<td>Well-Being Enterprise Co</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">E-beam Lithography System</td>
			<td style="width:175px;">Elionix</td>
			<td style="width:255px;">ELS7500-EX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Cold Wall CVD System</td>
			<td style="width:175px;">Sulfur Science</td>
			<td style="width:255px;">SCW600S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">C-plane Sapphire substrate</td>
			<td style="width:175px;">Summit-Tech</td>
			<td style="width:255px;">X171999</td>
			<td>(0001) &#177; 0.2 &#176; one side polished</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">100 nm SiO2/Si</td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:255px;"></td>
			<td>Fabricated in NDL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Ammonia Solution</td>
			<td style="width:175px;">BASF</td>
			<td style="width:255px;">Ammonia Solution 28% Selectipur</td>
			<td style="width:296px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Molybdenum (Mo), 99.95%</td>
			<td style="width:175px;">Summit-Tech&#160;</td>
			<td style="width:255px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Tungsten (W), 99.95%</td>
			<td style="width:175px;">Summit-Tech&#160;</td>
			<td style="width:255px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Sulfur (S), 99.5%</td>
			<td style="width:175px;">Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:255px;">13803</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Polymethyl Methacrylate (PMMA)</td>
			<td style="width:175px;">Microchem&#160;</td>
			<td style="width:255px;">8110788</td>
			<td>Use for transfer process</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Spin Coater</td>
			<td>Laurell&#160;</td>
			<td>WS 400B 6NPP LITE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Acetone</td>
			<td style="width:175px;">BASF</td>
			<td style="width:255px;">Acetone EL Selectipur</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Isopropanol (IPA)</td>
			<td style="width:175px;">BASF</td>
			<td style="width:255px;">2-Propanol UPS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Photo Resist for EBL</td>
			<td style="width:175px;">TOK</td>
			<td style="width:255px;">TDUR-P-015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Plasma Cleaner</td>
			<td style="width:175px;">Harrick Plasma</td>
			<td style="width:255px;">PDC-32G</td>
			<td>Oxygen plasma</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a standard and reliable method to fabricate two-dimensional nanoelectronics

दो आयामी (2d) सामग्री उनके अद्वितीय गुण और संभावित अनुप्रयोगों के कारण भारी ध्यान आकर्षित किया है । 2 डी सामग्री के वेफर पैमाने संश्लेषण के बाद से अभी भी नवजात अवस्था में है, वैज्ञानिकों को पूरी तरह से संबंधित अनुसंधान के लिए पारंपरिक अर्धचालक तकनीकों पर भरोसा नहीं कर सकते । इलेक्ट्रोड परिभाषा के लिए सामग्री का पता लगाने से नाजुक प्रक्रियाओं को अच्छी तरह से नियंत्रित करने की आवश्यकता है । इस अनुच्छेद में, एक सार्वभौमिक निर्माण नेनो इलेक्ट्रॉनिक्स, जैसे 2d अर्ध-heterojunction द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (क्यू HBT), और 2 डी वापस gated ट्रांजिस्टर के रूप में निर्माण में आवश्यक प्रोटोकॉल का प्रदर्शन कर रहे हैं । इस प्रोटोकॉल सामग्री की स्थिति का निर्धारण, इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी (EBL), धातु इलेक्ट्रोड परिभाषा, एट अलशामिल हैं । इन उपकरणों के लिए निर्माण प्रक्रियाओं के कदम कथा द्वारा एक कदम भी प्रस्तुत कर रहे हैं । इसके अलावा, परिणाम बताते है कि गढ़े उपकरणों के प्रत्येक उच्च दोहराव के साथ उच्च प्रदर्शन हासिल किया है । यह काम 2 डी नैनो-इलेक्ट्रॉनिक्स की तैयारी के लिए प्रक्रिया प्रवाह का एक व्यापक विवरण से पता चलता है, अनुसंधान समूहों इस जानकारी का उपयोग करने के लिए सक्षम बनाता है, और भविष्य इलेक्ट्रॉनिक्स की ओर मार्ग प्रशस्त ।

डिवाइस निर्माण प्रक्रियाओं इसी लेखक के 2d सामग्री उपकरणों के विकास को शामिल शोध के कई करने के लिए लागू किया गया है । इस भाग में, इन शोध के कुछ परिणामों के ऊपर चर्चा प्रोटोकॉल के effectivity प्रदर्शन ?...

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A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics

लेख के लिए भविष्य कम आयामी nanoelectronics के विकास के लिए एक मानक और विश्वसनीय निर्माण प्रक्रिया शुरू करना है ।

एक मानक और विश्वसनीय विधि दो आयामी Nanoelectronics बनाना

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

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