Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1: Схема полученного фототранзистора
Рис. 2: Спектр поглощения нанокристаллического PbS
Рис. 3: Зависимость тока через транзистор от напряжения на затворе и энергии фотонов облучающего света
Рис.4: Зонная диаграмма нанокристаллического PbS
Рис. 5: Схема осуществления темновой (a) и световой (b) проводимости нанокристаллического сульфида свинца

Открываем транзистор с помощью света

Ключевые слова:  нанопорошок, полупроводник, транзистор, фотоэлемент

Опубликовал(а):  Чепиков Всеволод Николаевич

24 октября 2011

Сульфид свинца на сегодняшний день – широко применяемый в технике полупроводник. Наиболее широко он используется в производстве фотоэлементов.

Группа ученых из американской национальной Лаборатории в Лос Аламос получила фототранзистор на основе пленки из нанокристаллического PbS (рис. 1). Управление проводимостью канала в таком устройстве может осуществляться как приложением управляющего напряжения к затворному электроду (то есть за счет полевого эффекта), так и освещением поверхности (то есть за счет генерации светом неравновесных носителей заряда). Нанокристалличность, по-видимому, требовалась для увеличения ширины запрещенной зоны по сравнению с объемным сульфидом свинца. Размер нанокристаллов составлял около 3,3 нм, что соответствовало ширине запрещенной зоны около 1,3 эВ. Это, безусловно, влияло на спектр поглощения PbS.

Хочу сразу сказать, что вероятность поглощения фотона резко увеличивается с ростом его энергии (рис. 2), следовательно, скорость генерации носителей заряда при этом тоже возрастает, и фотопроводимость увеличивается. Это позволяет в исследованиях фотопроводимости оперировать не интенсивностью света, а энергией фотонов монохроматического излучения.

Исследователи изучили двухпараметрическую зависимость тока через транзистор от управляющего напряжения и энергии фотонов света (рис. 3). (Для темновой проводимости истинной является только ветвь, соответствующая отрицательным напряжениям, а положительная ветвь – артефакт измерений, в то время как в действительности ток очень близок к нулю). Из требуемой отрицательности прилагаемых затворных напряжений можно сделать вывод о дырочном характере проводимости. А из различной подвижности носителей заряда при световой и темновой проводимости – об обеспечении их разными энергетическими зонами.

Зонная диаграмма сульфида свинца (рис. 4) содержит заполненную валентную зону, пустую зону проводимости и промежуточный между ними почти полностью занятый (а следовательно, почти не проводящий) локальный уровень. Приложение электрического поля снижает уровень Ферми, повышая концентрацию дырок на локальном энергетическом уровне и обеспечивая за счет него темновую проводимость. Освещение же выбивает электроны из валентной зоны, создавая там дырки и делая ее проводящей. Так называемая зона проводимости в проводимости практически не участвует в обеспечении проводимости транзистора.

Подобные описанному устройства уже сейчас находят применение на практике (в составе фотоэлементов и оптопар), так что подробный анализ работы конкретного их примера может оказаться не только занимательным, но и полезным.


Источник: Nature Communications




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Удивительные ленты диоксида олова
Удивительные ленты диоксида олова

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.