Name: a standard and reliable method to fabricate two-dimensional nanoelectronics
Uploaded: 2018-08-28T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics at JoVE.com

Эта работа была поддержана национального научного Совета, Тайвань по контракту нет БОЛЬШИНСТВО 105-2112-M-003-016-MY3. Эта работа частично поддержали национальные лаборатории устройство Nano и электронным пучком лаборатории электротехники Национального Тайваньского университета.

1. процесс изготовления 2D квази гетероперехода транзисторов
<ol><li>Подготовка коммерческих c плоскости Сапфир.<ol>
<li>Мыть весь односторонняя полированной Сапфир (2 дюйма) с помощью ацетона.</li>
		<li>Промойте сапфира с изопропиловым спиртом.</li>
	</ol></li>
	<li>Растут MoS2 сапфира с помощью CVD в го...

<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>

В этой статье демонстрируются подробные процедуры изготовления Роман электроники на базе 2D материалов в нанометровом масштабе. Поскольку процедуры подготовки образца каждого приложения имеют различия друг с другом, перекрытые процессы рассматривались как протокол. Электронный луч ?...

С последних десятилетий, человечество переживает быстрое индивидуум в размере транзисторов и, следовательно, экспоненциальное увеличение числа транзисторов в интегральных схем (ИС). Это поддерживает непрерывный прогресс технологии на основе кремния дополнительные металл оксид полупроводник (CMOS)1. Кроме того эта нынешняя тенденция в размер и производительность готовых устройств по-прежнему на трек с Закон Мура, который гласит, что количество транзисторов на электронных чипов, а также их производительность, удваивается примерно каждые два года2. Транзисторов CMOS присутствуют в большинстве, если не всех, электронных устройств, доступных на рынке и таким образом делает его неотъемлемой частью человеческой жизни. Благодаря этому есть непрерывное требования для улучшения в чип размера и производительности, которые настаивали на производителей, чтобы сохранить следующие трек Закон Мура.
К сожалению Закон Мура, как представляется, близится к концу из-за количества тепла как больше кремния цепь втиснулся в небольшой области2. Это требует новых типов материалов, которые могут обеспечить то же самое, если не лучше, как кремний, и в то же время, могут быть реализованы в относительно меньших масштабах. Недавно новые перспективные материалы были субъектами многих материалов научных исследований. Такие материалы как одномерный (1D) углеродных нанотрубок3,4,5,6,7, 2D графена8,9,10, 11 , 12и переходных металлов dichalcogenides (TMDs)13,14,,1516,17,18, являются хорошими кандидатами, которые могут быть использованы как заменить на основе кремния CMOS и продолжать отслеживать Закон Мура.
Изготовление мелких устройств требует тщательного определения местоположения материал успешно перейти к другой технологии изготовления литографии и металлическим электродом определения. Таким образом метод, представленных в настоящем документе был разработан для удовлетворения этой потребности. По сравнению с традиционными полупроводниковых изготовление методы19, представленный в настоящем документе подход, портной установлены к развитию небольших устройств, которые необходимо уделить больше внимания с точки зрения расположения материала. Цель этого метода является надежно изготовить 2D Наноматериал устройств, таких как 2D воротами вернуться транзисторов и Q-HBTs, с помощью стандартного изготовления процессов. Это может служить в качестве платформы для разработки будущих nanodevice он прокладывает путь к производство будущих передовые нано-устройств.
В разделе разбирательства подробно обсуждаются процессы изготовления для устройств на базе материалов 2D, Q-HBT и 2D обратно закрытый транзистор. Электронный луч патронирования в сочетании с решимостью материала местоположение и металлическим электродом определение охватывает протокол, поскольку они требуются в обоих упомянутых процессах. Часть 1 описывает процесс поэтапного изготовления Q-HBTs20; и часть 2 демонстрирует универсальный подход к получить обратно закрытый транзисторов химическое парофазное осаждение дисульфид молибдена (2мес) старт21, который был полностью показан в статье от передачи. Подробный процесс проиллюстрирован в (рис. 1).

<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

Двухмерный (2D) материалы привлекают огромное внимание из-за их уникальных свойств и потенциального применения. Так как вафельные масштаба синтез 2D материалов до сих пор в зарождающейся этапов, ученые нельзя полностью полагаться на полупроводниковой, традиционные методы для соответствующих исследований. Деликатных процессов от местонахождения материалов к определению электрода необходимо хорошо контролировать. В этой статье универсальный изготовление протокол требуемые в производство наноразмерных электроники, таких как 2D квази гетероперехода биполярных транзисторов (Q-HBT), 2D воротами вернуться транзисторов и демонстрируются. Этот протокол включает в себя определение материального положения, Электронная литография (РПЗ), металлическая электрода определение, и др. Шаг за шагом, изложение процедур изготовления для этих устройств также представлены. Кроме того результаты показывают, что каждый из готовых устройств достигла высокой производительности с высокой повторяемостью. Эта работа показывает всеобъемлющее описание потока процесса подготовки 2D нано электроники, позволяет исследовательские группы для доступа к этой информации и проложить путь к будущим электроники.

Процесс изготовления устройства были применены к несколько из соответствующего автора исследований, связанных с развитием 2D материала устройств. В этой части чтобы продемонстрировать эффективность протокола, рассмотренных выше представлены результаты некоторых и?...

Watch this Scientific Journal Video about A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics at JoVE.com

A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics

Статья стремится ввести изготовление стандартных и надежной процедуры для разработки будущих низких размеров наноэлектроники.

Стандартные и надежный метод для изготовления двумерных наноэлектроника

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

Research

JoVE Journal

Engineering

A Method to Fabricate Disconnected Silver Nanostructures in 3D

Метод для изготовления наноструктур Disconnected серебро в 3D

The standard nanofabrication toolkit includes  techniques primarily aimed at creating 2D patterns in dielectric media. Creating  metal patterns on a ...

Nanomoulding of Functional Materials, a Versatile Complementary Pattern Replication Method to Nanoimprinting

Nanomoulding функциональных материалов, Универсальный дополнительный метод репликации Шаблон для Nanoimprinting

We describe a nanomoulding technique which  allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks  and full devices. Nanomoulding ...

A Method for Studying the Temperature Dependence of Dynamic Fracture and Fragmentation

Метод для изучения температурной зависимости динамического разрушения и фрагментации

The dynamic fracture of a body is a late-stage phenomenon typically studied under simplified conditions, in which a sample is deformed under uniform ...

A Cost-effective and Reliable Method to Predict Mechanical Stress in Single-use and Standard Pumps

Экономически эффективный и надежный метод для прогнозирования механических напряжений в одноразовых и стандартные насосы

Pumps are mainly used when transferring sterile culture broths in biopharmaceutical and biotechnological production processes. However, during the pumping ...

Standardized Method for Measuring Collection Efficiency from Wipe-sampling of Trace Explosives

Стандартизированный метод измерения эффективности сбора из обтирочного выборки взрывчатых веществ трассировки

One of the limiting steps to detecting traces of explosives at screening venues is effective collection of the sample. Wipe-sampling is the most common ...

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Новый метод для<em&gt; Разное</em&gt; Электромеханическая характеристика наноразмерных образцов

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and ...

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

Экспериментальное осуществление нового метода составных изготовление: обнажая голые волокна на поверхности композитного методом мягкого слоя

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

Method for Recording Broadband High Resolution Emission Spectra of Laboratory Lightning Arcs

Метод записи широкополосной широкополосной высокой разрешения выбросов спектра лабораторных дуг молнии

Lightning is one of the most common and destructive forces in nature and has long been studied using spectroscopic techniques, first with traditional ...

A Fabrication and Measurement Method for a Flexible Ferroelectric Element Based on Van Der Waals Heteroepitaxy

Изготовление и метод измерения для элемента гибкого сегнетоэлектриков, основанный на Heteroepitaxy ван-дер-Ваальса

Flexible non-volatile memories have received much attention as they are applicable for portable smart electronic device in the future, relying on ...

Scalable Quantum Integrated Circuits on Superconducting Two-Dimensional Electron Gas Platform

Масштабируемые квантовые интегрированные схемы на сверхпроводящей двухмерной газовой платформе

To form a coherent quantum transport in hybrid superconductor-semiconductor (S-Sm) junctions, the formation of a homogeneous and barrier-free interface ...