《用于快速检测铅离子的阻挡磷场效应晶体管》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2018-07-10
  • 基于二维纳米材料的激发反应场效应晶体管(FETs)由于其快速响应、高灵敏度和实时监测能力被认为是具有吸引力的应用。本文报道了一种高灵敏度、高重现性的FET传感器的阻抗谱技术。氧化铝门控场效应晶体管以超薄的黑磷片为通道材料,对水中的铅离子具有显著的稳定性和超高灵敏度。此外,在铅离子溶液存在的情况下,低频区域的相位角发生了显著的变化,而高频区域的相位角几乎没有变化。在50赫兹左右的低频相位谱上发现了主导的传感性能,在不同的铅离子浓度下发现了相角的系统变化。将阻抗谱技术应用于绝缘体门控场效应晶体管传感器,将为实际传感器的应用开辟一条新的途径。

    ——文章发布于2018年7月5日

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    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
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    • 由于有机场效应晶体管(ofet)具有有机分子设计的综合通用性和环境敏感性等优点,基于ofet的气体传感器近年来受到广泛关注。潜在的应用集中在特定气体种类的检测上,如爆炸性、有毒气体或挥发性有机化合物(VOCs),它们在环境监测、工业制造、智能医疗、食品安全和国防方面发挥着至关重要的作用。通过对有机半导体(OSC)层纳米/微观结构的调控和调整,可以实现快速响应、快速恢复、高灵敏度、高选择性和环境稳定性。本文介绍了具有纳米/微观结构的OFET气体传感器的研究进展。介绍了基于OSC薄膜的一维单晶纳米线、纳米棒和纳米纤维器件。然后,介绍了采用热蒸发法、浸渍法、自旋法和溶液剪切法等方法制备的基于二维(2D)和超薄OSC薄膜的器件,并介绍了多孔OFET传感器。此外,还介绍了纳米结构受体在OFET传感器中的应用。最后,针对目前的研究现状提出了展望,并对基于OFETs的气体传感器提出了八个进一步的挑战。 ——文章发布于2019年2月07日
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    • 来源专题:后摩尔
    • 编译者:shenxiang
    • 发布时间:2020-03-10
    • [据半导体摘要网站2020年2月21日报道] 韩国科学技术学院物理系教授Sungjae Cho领导的研究小组开发出了一种厚度可控的黑磷隧道场效应晶体管(TFET),该晶体管开关功耗比传统互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管低10倍,待机功耗低10000倍。 研究小组表示,黑磷隧道场效应晶体管能够取代传统CMOS晶体管,特别是解决了隧道场效应晶体管运行速度和性能问题,为延续摩尔定律铺平了道路。 在上个月发表在《自然-纳米技术》杂志上的一项研究中,Cho教授的团队报告了一种天然的异质结隧道场效应晶体管,其黑磷层厚度可随空间变化而不存在界面问题。该晶体管在高导通电流下创造了最低的平均亚阈值摆幅,使得TFET能够像传统的CMOS晶体管一样快速工作,并且具有更低功耗。 Cho教授表示:“ 我们成功地开发出了第一个符合快速、低功耗开关基本标准的晶体管,它解决TFET性能下降的主要问题,可以取代CMOS晶体管。” 晶体管尺寸的不断缩小是当今信息技术成功发展的关键。然而,随着摩尔定律因功耗增加而达到极限,迫切需要开发新的替代晶体管设计。 随着晶体管尺寸的进一步微缩,降低开关和待机功耗,就必须克服亚阈值摆幅的热电子极限,即亚阈值范围内每十倍电流增加所需的电压。为了减少CMOS电路的开关和待机功率,降低晶体管的亚阈值摆幅至关重要。 然而,由于热载流子注入的影响,CMOS晶体管中存在60 mV/dec的固有亚阈值摆幅极限。《国际器件与系统路线图》预测,将来需采用CMOS以外的新材料新结构来应对晶体管的缩放挑战。特别是,TFET被认为可以作为CMOS晶体管的主要替代物,因为TFET的亚阈值摆幅可降低至60 mV/dec以下。TFET的运行通过量子隧穿实现,这不会像CMOS晶体管一样因热注入而限制亚阈值摆幅。 特别是,异质结TFET在低亚阈值摆幅和高导通电流方面具有重要的应用前景。高导通电流对晶体管的快速运行至关重要,因为低电流条件下将器件充电到开启状态需要更长的时间。与理论预期不同的是,由于异质结中的界面问题,先前开发的异质结TFET显示出比CMOS晶体管低100-100000倍的通态电流(100-100000倍的运行速度)。界面问题阻碍了低功耗TFET替代CMOS晶体管。 Cho教授表示:“我们已经首次展示了针对快速和超低功耗运行的TFET优化,这对于替代用于低功耗应用的CMOS晶体管至关重要。很高兴扩展摩尔定律,该定律最终可能会影响生活和社会的几乎各个方面。”本研究由韩国国家研究基金会资助。