Báo cáo tóm tắt Đề tài Đặc tính điện tử và quang điện tử của các linh kiện điện tử hiệu suất cao có cấu trúc nano

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TÓM TẮT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

ĐẶC TÍNH ĐIỆN TỬ VÀ QUANG ĐIỆN

TỬ CỦA CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

HIỆU SUẤT CAO CÓ CẤU TRÚC NANO

MÃ SỐ: B2018-ĐN06-11

Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Linh Nam

Đà Nẵng, Tháng 07 năm 2020

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TÓM TẮT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

ĐẶC TÍNH ĐIỆN TỬ VÀ QUANG ĐIỆN

TỬ CỦA CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

HIỆU SUẤT CAO CÓ CẤU TRÚC NANO

MÃ SỐ: B2018-ĐN06-11

Đà Nẵng, tháng 07 năm 2020

DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA

VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH

1. ThS. Phạm Thị Thảo Khương, Khoa Điện - Điện tử,

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

2. TS. Nguyễn Thanh Hội, Khoa Công nghệ Hóa học -

Môi trường, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

3. ThS. Dương Quang Thiện, Khoa Điện - Điện tử,

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

4. TS. Yan-Wen Lan, Department of Physics, National

Taiwan Normal University

5. Nhóm TRT-3C, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học

Sư phạm Kỹ thuật

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

MỞ ĐẦU.................................................................................1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................2

1.1. Vật liệu ZnO....................................................................2

1.1.1. Cấu trúc lục giác Wurtzite............................................2

1.1.2. Cấu trúc vùng năng lượng và đặc tính quang điện của

ZnO..........................................................................................2

1.2. Vật liệu MoS₂...................................................................2

1.2.1. Cấu trúc tinh thể của MoS2..........................................2

1.2.2. Cấu trúc vùng năng lượng và đặc tính quang điện của

MoS₂........................................................................................2

1.3. Tổng quan một số kết quả nghiên cứu ứng dụng vật

liệu ZnO và MoS₂cấu trúc nano trong lĩnh vực điện tử và

quang điện tử..........................................................................3

1.3.1. Một số ứng dụng của cấu trúc nano ZnO....................3

1.3.2. Một số ứng dụng của cấu trúc nano MoS₂..................3

CHƢƠNG 2: NỀN TẢNG KỸ THUẬT...............................4

2.1. Kỹ thuật phân tích vật liệu.............................................4

2.2. Kỹ thuật chế tạo linh kiện ..............................................4

2.3. Kỹ thuật điều khiển nano...............................................4

2.4. Hệ thống đo điện tử.........................................................4

CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH CHẾ TẠO LỖ NANO TRÊN

MÀNG SI₃N₄VÀ ĐẶC TÍNH QUANG HỌC LỖ NANO

KIM LOẠI..............................................................................5

3.1. Quy trình chế tạo lỗ nano trên màng Si₃N₄...................5

3.2. Nghiên cứu đặc tính quang của các lỗ nano kim loại

Au và Ag .................................................................................5

CHƢƠNG 4: TRANSISTOR QUANG HIỆU SUẤT CAO

ĐƠN HẠT NANO ZNO.........................................................7

4.1. Đặt vấn đề........................................................................7

4.2. Chế tạo linh kiện FET đơn hạt nano ZnO....................7

4.3. Đặc tính hoạt động của linh kiện...................................7

CHƢƠNG 5: LINH KIỆN PHÁT HIỆN QUANG HIỆU

SUẤT CAO DÙNG VẬT LIỆU MÀNG 3 LỚP MoS₂......10

5.1. Đặt vấn đề......................................................................10

5.2. Vật liệu và chế tạo linh kiện phát hiện quang ba lớp

MoS₂......................................................................................10

5.3. Đặc tính hoạt động của linh kiện.................................11

KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN..........................13

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1. (a) Cấu trúc tinh thể của ZnO, (b) Ba định hướng bề

mặt khác nhau trong mạng ZnO ..............................................2

Hình 1.2. Cấu trúc vùng năng lượng của MoS2 ở dạng khối

(trái) và ở dạng màng (phải)....................................................2

Hình 1.3. Transistor hiệu ứng trường dây nano ZnO..............3

Hình 1.4. Quá trình chế tạo MoS₂một lớp FET (a-c) và đặc

tính dòng - áp của linh kiện (d, e)............................................3

Hình 2.1. Ảnh SEM của bốn đầu dò vonfram của hệ thống

điều khiển nano........................................................................4

Hình 2.2. Cấu trúc hệ thống đo điện........................................4

Hình 3.1. Ảnh mặt trên (a) và mặt dưới (b) của màng Si₃N₄.

Ảnh SEM và 3D-TEM lỗ nano trên màng Si₃N₄.......................5

Hình 3.2. Sự thay đổi mặt cắt tán xạ theo bước sóng của các

lỗ nano Ag và Au có đường kính 145 nm và 170 nm ...............5

Hình 3.3. Phân bố trường E xung quanh các lỗ nano Ag và Au

.................................................................................................6

Hình 4.1. (a-c) Ảnh SEM khi điều khiển hạt nano ZnO (d) Cấu

trúc linh kiện (e) Đặc tính dòng áp I-VD và đặc tính truyền

dẫn của linh kiện......................................................................7

Hình 4.2. (a-d) Sự phụ thuộc nhiệt độ vào đặc tính hoạt động

của linh kiện FET đơn hạt nano ZnO.......................................8

Hình 4.3. Khảo sát đặc tính hoạt động của linh kiện khi được

chiếu sáng bởi nguồn UV-365 nm với cường độ sáng khác

nhau .........................................................................................9

Hình 5.1. Ảnh TEM và Phổ năng lượng Raman hiển thị cấu

trúc 3 lớp của màng MoS2.....................................................10

Hình 5.2. Linh kiện MoS2 trên cấu trúc lỗ nano....................10

Hình 5.3. Đặc tính I-V của linh kiện ba lớp MoS2 trong tối và

dưới tác động chiếu sáng.......................................................11

Hình 5.4. Phản ứng quang của linh kiện ba lớp MoS₂dưới tác

động của nguồn LED 620 nm tại (a) Vb=1V và 2V, (b) Vb=-

5V và -10V..............................................................................12

Hình 5.5. Kết quả xác định thời gian tăng và giảm tại Vb=-

5V...........................................................................................12

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 4.1. Kết quả phân tích thành phần nguyên tử của hạt

cầu ZnO....................................................................................8

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

VIẾT

TẮT

VLS

TIẾNG ANH

TIẾNG VIỆT

Vapour Liquid Solid

Bay hơi lỏng pha

rắn

Scanning Electron

Microscope

Tunneling Electron

Microscope

Kính hiển vi điện tử

quét

Kính hiển vi điện tử

đường hầm

Transistor hiệu ứng

trường

SEM

TEM

FET

Field Effect Transistor

Ultraviolet

Tia cực tím

UV

LED

EDXS

Light Emitting Diode

Energy Dispersive X-ray

Spectroscopy

Diode phát quang

Phổ tán sắc năng

lượng tia X

X-ray Diffraction

Photoluminescence

Visible light

One Dimension, Two

Dimension

Nhiễu xạ tia X

Huỳnh quang

Ánh sáng khả kiến

Một chiều, Hai

chiều

XRD

PL

VIS

1D, 2D

Transition-metal

dichalcogenides

Localized Surface Plasmon Cộng hưởng

Resonance plasmon định xứ bề

mặt

Vật liệu lớp chuyển

tiếp kim loại

TMD

LSPR

Surface Plasmon Polariton Phân cực plasmon

bề mặt

SPP

External Quantum

Efficiency, Photogain

Hiệu suất lượng tử

bên trong, Hệ số

khuếch đại quang

EQE

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Thông tin chung:

- Tên đề tài: Đặc tính điện tử và quang điện tử của các linh

kiện điện tử hiệu suất cao có cấu trúc nano

- Mã số: B2018-ĐN06-11

- Chủ nhiệm: TS. Nguyễn Linh Nam

- Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

- Thời gian thực hiện: 24 tháng, từ 8/2018 đến 7/2020

2. Mục tiêu: Thiết kế, chế tạo và khảo sát đặc tính các linh

kiện điện tử dựa trên dựa trên màng nano MoS₂, đơn hạt nano

ZnO. Kết quả nghiên cứu sẽ làm nền tảng cho việc nghiên cứu

ứng dụng vật liệu bán dẫn màng nano MoS₂, hạt nano ZnO để

chế tạo linh kiện điện tử hiệu suất cao ứng dụng trong lĩnh

vực điện tử và quang điện tử.

3. Tính mới và sáng tạo: Đề tài nghiên cứu thiết kế, chế tạo

linh kiện điện tử dựa trên cấu trúc lỗ nano là đề tài mới. Cấu

trúc linh kiện với kênh dẫn ngắn, đơn tinh thể, loại bỏ tán xạ

hạt dẫn sẽ giúp các linh kiện điện tử dựa trên cấu trúc này có

khả năng hoạt động với hiệu suất cao.

4. Kết quả nghiên cứu: Chế tạo thành công các linh kiện

điện tử có cấu trúc nano dựa trên dựa trên màng nano MoS₂,

đơn hạt nano ZnO. Kết quả đo đạc và khảo sát cho thấy các

linh kiện này hoạt động ổn định, có hiệu suất hoạt động cao.

5. Sản phẩm:

Sản phẩm bài báo: Nhóm tác giả công bố 1 bài báo

quốc tế thuộc danh mục tạp chí SCIE; 2 bài báo trong nước; 1

bài báo hội thảo quốc gia được tính điểm công trình khoa học

trong danh mục tạp chí Hội đồng Giáo sư Nhà nước, cụ thể:

- Bài báo tạp chí quốc tế: “Superior phototransistors

based on a single ZnO nanoparticle with high mobility and

ultrafast response time”, Linh-Nam Nguyen, Wen-Hao

Chang, Chii-Dong Chen and Yann-Wen Lan, Nanoscale

Horizons (SCIE, Q1, IF 2020: 9.927), No: 1, Pages: 82-88,

Year: 2020.

- Bài báo tạp chí trong nước: “High performance

trilayer MoS₂photodetector”, Nguyễn Linh Nam, Journal of

Science and Technology, Issue on Information and

Communication Technology, Số: 18,Trang: 21; Năm: 2020.

- Bài báo hội thảo quốc gia: “So sánh đặc tính quang

của đơn lỗ nano bạc và vàng”, Phạm Thị Thảo Khương,

Nguyễn Linh Nam, Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Quốc gia -

ATiGB2019 lần thứ 5, Số: 5, Trang: 313, Năm: 2019.

- Bài báo tạp chí trong nước: “Researching on

fabrication and optical properties of a single Au nanohole”,

Thien Q. Duong, Khuong T. T. Pham, Nam L. Nguyen,

Journal of Science and Technology, The University of

Danang; Vol 11;Page: 74-78;Year: 2018.

Sản phẩm ứng dụng: 03 linh kiện điện tử nano hoạt

động gồm 02 linh kiện điện tử dùng hạt nano ZnO và 01 linh

kiện điện tử dùng vật liệu màng nano MoS₂.

6. Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết quả nghiên cứu

và khả năng áp dụng:

- Các kết quả nghiên cứu đạt được là cơ sở khoa học cho việc

chế tạo các linh kiện điện tử hiệu suất cao ứng dụng vật liệu

bán dẫn có cấu trúc nano.

- Đề tài góp phần cung cấp nền tảng kỹ thuật công nghệ trong

nghiên cứu đặc tính điện tử, quang điện tử của các loại vật

liệu bán dẫn nano khác nhau.

- Đề tài góp phần thúc đẩy việc nghiên cứu và triển khai ứng

dụng vật liệu mới cũng như lĩnh vực điện tử.

- Đề tài góp phần năng cao năng lực nghiên cứu thực tiễn

cũng như trình độ chuyên môn cho các cán bộ tham gia, qua

đó góp phần nâng cao chất lượng đào tạo.

- Đề tài góp phần tăng cường hợp tác quốc tế trong nghiên

cứu và công bố các bài báo trên các tạp chí uy tín quốc tế cho

tổ chức chủ trì.

7. Hình ảnh minh họa:

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1. General information:

Project title: Electronic and optoelectronic properties of high-

performance nanostructured electronic devices

Code number: B2018-ĐN06-11

Coordinator: Linh-Nam Nguyen, PhD

Implementing institution: University of Technology and

Education

Duration: 24 months (from 8/2018 to 7/2020)

2. Objective(s): Research on design, manufacture and

measure the characteristics of nano-structured electronic

devices based on few layered MoS₂, single ZnO nanoparticle.

3. Creativeness and innovativeness: The research topic of

designing and manufacturing electronic devices based on

nanohole structure is a new topic.

4. Research results: Design and manufacture of

nanostructured electronic devices based on few layered MoS₂,

single ZnO nanoparticle.

5. Products: 1 international article on the SCIE, 2 domestic

articles, 1 national conference article, 3 nano electronic

devices are fabricated and measured.

6. Effects, transfer alternatives of research results and

applicability:

- The project contributes to provide technology platform for

research and application of new nano materials as well as

applied electronics.

- This work contributes to improve practical research and

strengthen in international cooperation in research and

publishing articles in quality international journals.

MỞ ĐẦU

Hiện nay, vật liệu bán dẫn ZnO, MoS₂đang được nghiên

cứu ngày càng nhiều do các tính chất độc đáo của nó. Ôxít

kẽm (ZnO) với các tính chất điện và quang điện như độ rộng

vùng cấm lớn (3.37 eV), năng lượng liên kết exiton cao tại

nhiệt độ phòng (60 meV). Đặc biệt, khi vật liệu ZnO hình

thành ở cấu trúc nano, nó sẽ thể hiện nhiều đặc tính lý hóa

mới mà cũng vật liệu đó ở kích thước lớn hơn không thể hiện

được. Một loại vật liệu bán dẫn khác có cấu trúc màng 2D gần

đây cũng rất được quan tâm nghiên cứu, bên cạnh graphene,

là molybdenum disulfide (MoS₂) với rất nhiều công trình

nghiên cứu được xuất bản trên các tạp chí khoa học có uy tín

hàng đầu thế giới. MoS₂là vật liệu có cấu trúc lớp và là chất

bán dẫn có độ rộng vùng cấm trực tiếp với mức năng lượng

1.8eV. Với những tính chất đặc biệt này, MoS₂có tiềm năng

ứng dụng rất lớn trong lĩnh vực điện tử và quang điện tử và là

một vật liệu đặc biệt rất đáng được quan tâm nghiên cứu.

Căn cứ vào điều kiện nghiên cứu của phòng thí nghiệm,

cũng như khả năng phối hợp, hợp tác nghiên cứu với các cơ

sở trong và ngoài nước, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu

“Đặc tính điện tử và quang điện tử của các linh kiện điện tử

hiệu suất cao có cấu trúc nano”.

- Mục đích của đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và khảo

sát đặc tính của các linh kiện điện tử có cấu trúc nano dựa trên

dựa trên đơn tinh thể nano MoS2, đơn hạt nano ZnO.

- Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm

chế tạo và đo đạc khảo sát đặc tính hoạt động của linh kiện

điện tử dựa trên cấu trúc hạt nano ZnO và màng nano MoS₂.

- Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: Linh kiện điện tử sử

dụng đơn hạt nano ZnO và vật liệu màng mỏng MoS₂.

- Phƣơng pháp nghiên cứu: thực nghiệm, xử lý và phân tích

dữ liệu.

Trang 1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Vật liệu ZnO

1.1.1. Cấu trúc lục giác Wurtzite

Hình 1.1. (a) Cấu trúc tinh thể của ZnO, (b) Ba định hướng bề mặt

khác nhau trong mạng ZnO.

1.1.2. Cấu trúc vùng năng lượng và đặc tính quang điện của

ZnO

Vật liệu ZnO có cấu trúc năng lượng vùng cấm trực tiếp,

với độ rộng vùng cấm 3.37 eV ở nhiệt độ phòng.

1.2. Vật liệu MoS2

1.2.1. Cấu trúc tinh thể của MoS₂

Molybdenum disulfide (MoS₂) vật liệu bán dẫn có cấu trúc

màng 2D tương tự như graphene trong đó nguyên tử Mo liên

kết cộng hoá trị xen kẽ với hai nguyên tử S, mỗi lớp có độ dày

0.72nm và khoảng cách giữa các lớp là 0.65nm.

1.2.2. Cấu trúc vùng năng lượng và đặc tính quang điện của

MoS₂

Hình 1.2. Cấu trúc vùng năng lượng của MoS₂ở dạng khối (trái) và

ở dạng màng (phải).

Trang 2

1.3. Tổng quan một số kết quả nghiên cứu ứng dụng vật

liệu ZnO và MoS2 cấu trúc nano trong lĩnh vực điện tử và

quang điện tử

1.3.1. Một số ứng dụng của cấu trúc nano ZnO

Vật liệu ZnO có cấu trúc màng được dùng làm kênh dẫn

trong cấu trúc FET có hoạt động với ổn định hiệu suất cao: tỉ

số đóng mở lớn, độ linh động hạn dẫn cao, điện áp hoạt động

thấp (hình 1.3). Cũng đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng thành

công các cấu trúc nano ZnO được trình bày, ví dụ như: máy

phát DC nano, pin năng lượng mặt trời, điot phát quang…

Hình 1.3. Transistor hiệu ứng trường dây nano ZnO.

1.3.2. Một số ứng dụng của cấu trúc nano MoS₂

Đặc tính bán dẫn với băng tần trực tiếp 1,8eV cùng với cấu

trúc 2D làm cho vật liệu màng MoS2 có khả năng ứng dụng

rất lớn trong lĩnh vực điện tử và quang điện tử.

Hình 1.4. Quá trình chế tạo MoS₂một lớp FET (a-c) và đặc tính

dòng - áp của linh kiện (d, e).

Trang 3

CHƢƠNG 2: NỀN TẢNG KỸ THUẬT

2.1. Kỹ thuật phân tích vật liệu

Các kỹ thuật phân tích vật liệu gồm phân tích hình thái

SEM, phân tích cấu trúc TEM, nhiễu xạ tia X, Raman, các kỹ

thuật quang.

2.2. Kỹ thuật chế tạo linh kiện

Linh kiện được chế tạo chủ yếu dựa trên kỹ thuật quang

khắc, các kỹ thuật ăn mòn hóa học và vật lý rắn.

2.3. Kỹ thuật điều khiển nano

Hình ảnh điều khiển nano thông qua các đầu dò quan sát từ

SEM được hiển thị trong hình 2.1 với bốn đầu dò vonfram của

hệ thống.

Hình 2.1. Ảnh SEM của bốn đầu dò vonfram của hệ thống điều

khiển nano.

2.4. Hệ thống đo điện tử

Hệ thống đo được thực hiện bằng cách sử dụng PPMS, nơi

các mẫu được đặt bên trong chân không.

Hình 2.2. Cấu trúc hệ thống đo điện.

Trang 4

CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH CHẾ TẠO LỖ NANO TRÊN

MÀNG SI₃N₄VÀ ĐẶC TÍNH QUANG HỌC LỖ NANO

KIM LOẠI

3.1. Quy trình chế tạo lỗ nano trên màng Si₃N₄

Quy trình chế tạo gồm 2 bước: đầu tiên, màng Si₃N₄được

chế tạo trên đế chip Si; tiếp theo là chế tạo lỗ nano trên màng

Si₃N₄.

Hình 3.1. Ảnh mặt trên (a) và mặt dưới (b) của màng Si₃N₄. Ảnh

SEM và 3D-TEM lỗ nano trên màng Si₃N₄.

3.2. Nghiên cứu đặc tính quang của các lỗ nano kim loại

Au và Ag

Hình 3.2. Sự thay đổi mặt cắt tán xạ theo bước sóng của các lỗ nano

Ag và Au có đường kính 145 nm và 170 nm.

Hình 3.2 so sánh phổ tán xạ của các lỗ nano kim loại Ag

và Au với đường kính 145 nm và 170 nm. Kết quả tính toán

Trang 5

cho thấy, phổ tán xạ của cả hai kim loại Ag và Au đều thể

hiện đỉnh cộng hưởng khi giá trị của mặt cắt tán xạ đạt đỉnh

tại một bước sóng cố định của ánh sáng tới. Đây là biểu hiện

của hiện tượng plasmon định sứ bề mặt. Như đã đề cập ở trên,

plasmon bề mặt không chỉ mang lại trạng thái cực đại trong

phổ tán xạ mà còn dẫn đến sự tăng cường điện trường xung

quanh bề mặt lỗ nano ở bước sóng cộng hưởng. Kết quả được

thể hiện trong hình 3.2 thể hiện: thứ nhất, các lưỡng cực điện

trường xuất hiện xung quanh bề mặt của lỗ; thứ hai, sự gia

tăng điện trường E, được xác định là E/E₀với E₀là cường độ

trường tác động, đạt giá trị tối đa ở các cạnh của lỗ nano mà

nguyên do dưới tác động của ánh sáng các điện tích có xu

hướng tích lũy ở các vị trí cạnh; thứ ba, sự gia tăng trường E

do plasmon bề mặt tăng theo đường kính của lỗ.

Hình 3.3. Phân bố trường E xung quanh các lỗ nano Ag và Au.

Trang 6

CHƢƠNG 4: TRANSISTOR QUANG HIỆU SUẤT CAO

ĐƠN HẠT NANO ZNO

4.1. Đặt vấn đề

Trong nghiên cứu này, để đánh giá độ linh động hạt dẫn

của ZnO và khám phá những tính chất của các linh kiện đơn

hạt nano ZnO, chúng tôi đã thiết kế, chế tạo và khảo sát các

linh kiện này dựa trên cấu trúc FET. Các hạt nano được bao

quanh bởi một điện cực cổng và kẹp giữa các điện cực

trên/dưới để đo điện.

4.2. Chế tạo linh kiện FET đơn hạt nano ZnO

Trong nghiên cứu này, các hạt nano có kịch thước 50 nm

đến 100 nm có cấu trúc tinh thể rất cao được sử dụng làm

thành phần chính cấu thành linh kiện. Cấu trúc linh kiện và

quy trình chế tạo được minh họa trong hình 4.1.

Hình 4.1. (a-c) Ảnh SEM khi điều khiển hạt nano ZnO (d) Cấu trúc

linh kiện (e) Đặc tính dòng áp I-V_Dvà đặc tính truyền dẫn của linh

kiện.

4.3. Đặc tính hoạt động của linh kiện

Kết quả đo cho thấy linh kiện hoặc động ổn định theo đặc

tính FET loại n với hỗ dẫn đạt giá trị 2,56 μS. Độ linh động

hạt dẫn là khoảng 273 ~ 569 cm²/Vs; cao hơn 1 ~ 2 hệ số so

với FET dùng màng mỏng ZnO, tinh thể ZnO và các FET

Trang 7

ZnO có cấu trúc 1D khác. Bảng 4.1 tóm tắt thông số kỹ thuật

của linh kiện.

Hình 4.2. (a-d) Sự phụ thuộc nhiệt độ vào đặc tính hoạt động của

linh kiện FET đơn hạt nano ZnO.

Sự phụ thuộc nhiệt độ vào hoạt động của linh kiện (hình

4.2) được đo đạc và khảo sát cho thấy đặc tính bán dẫn của

linh kiện.

R

(nm)

35

C_G

(aF)

5~9

g_m

μ

n

Linh kiện

(μS)

2.56

2.7

(cm²/Vs)

273~492

310~569

(cm^-3)

ZnO1

ZnO2

4.4~8.0 × 10¹⁷

3.7~6.8 × 10¹⁷

40

6~11

Bảng 4.1. Thông số hoạt động của các linh kiện FET đơn hạt

nano ZnO.

Để nghiên cứu ảnh hưởng độ linh động hạt dẫn cao tác

động đến hiệu suất của linh kiện quang điện tử, phản ứng

quang của linh kiện cũng được khảo sát, phân tích và báo cáo.

Kết quả tìm được cho thấy linh kiện có hệ số EQE đạt đến

5,6 × 10⁷tại cường độ công suất sáng 0,42 mWcm^-2. Độ nhạy

R và hệ số chọn lọc D* đối với linh kiện hạt nano ZnO lần

Trang 8