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

 

Многослойный мир
Многослойный мир

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Графеновые маски выходят на борьбу с Covid 19. Графен губит вирусы. Сенсор для противотуберкулезного препарата. Взаимодействие Дзялошинского-Мории и механическая деформация. Скирмионы займутся растяжкой?

Ученые разработали технологию трехмерной печати генно-инженерных конструкций для направленной регенерации костных тканей
Группа российских ученых разработала оригинальную технологию трехмерной печати персонализированных изделий из биоактивной керамики и создала персонализированные ген-активированные имплантаты. Проведен комплексный физико-химический и биохимический анализ экспериментальных образцов ген-активированных материалов и персонализированных имплантатов для инженерии и направленной регенерации костных тканей, полученных с использованием технологий трехмерной печати, включая доклинические исследования на крупных животных.

Ученые из ИОФ РАН осуществили лазерный перенос графена
Исследователи из Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН) напечатали «смятый» графен на кремниевой подложке, используя метод лазерно-индуцированного прямого переноса. Этот относительно простой процесс может заменить трудоемкие литографические способы создания гарфеновых структур в перспективных устройствах микроэлектроники.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.