一种基于场发射的纳米材料导电类型的检测技术

【作者】 郭泽堃； 杨汛； 田颜； 张彤； 黎子娟； 邓少芝； 许宁生； 陈军； 刘飞；

【机构】 广东省显示材料与技术重点实验室光电材料与技术国家重点实验室中山大学电子与信息工程学院；

【摘要】 高速发展的信息产业对集成电路器件集成度的要求越来越高,这促使人们不断探索能够突破器件尺寸极限的途径。由于纳米材料具有独特的光电性质,这预示着它们是制作纳米器件的理想材料。虽然合成纳米材料的种类非常丰富,但是在其形成过程中不可避免地存在一些掺杂或者缺陷,这导致所制备的纳米材料具有不同的导电类型,进而导致纳米器件的特性随之变化,因此准确判断纳米材料的导电类型对于实现其实际应用非常重要。目前能够确定纳米材料导电类型的唯一方法是将它们集成到场效应晶体管(FET)中,但是FET器件的制作过程较为复杂且成功率较低,因此寻找一种快速有效的方法来准确判断纳米材料的导电类型对于广大研究者一直是一个极大的挑战。本工作中,我们利用场发射过程中纳米材料表面的镜像势的差异,提出了广义的SN模型[3]。根据SN模型,我们可以纳米材料的场发射曲线的测试结果来计算获得其镜像势因子:纳米材料为P型半导体时:0<λ<0.5;纳米材料为N型半导体时:0.5<λ<1;纳米材料为金属时:λ=1。基于这种场发射检测技术,研究者可以简单、快捷和准确地判定纳米材料的导电类型,因此我们相信这种方法的推广将对纳米器件的实际应用起到重要的推动作用。更多还原