Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hình ảnh cấu trúc điện tử của ống nano carbon bằng kính hiển vi điện tử quét tương phản điện áp
Tóm tắt
Chúng tôi giới thiệu phương pháp kính hiển vi điện tử quét tương phản điện áp (VC-SEM) để mô tả hình ảnh các thuộc tính điện tử của ống nano carbon đơn vỏ. VC-SEM liên quan đến việc điều chỉnh cấu trúc băng điện tử và hình ảnh hóa độ biến thiên điện thế dọc theo chiều dài của ống nano. Độ tương phản electron thứ cấp thu được cho phép phân biệt giữa ống nano carbon kim loại và ống nano bán dẫn, đồng thời theo dõi hoạt động chuyển đổi của các thiết bị ống nano bán dẫn, như đã được xác nhận qua các phép đo điện trở in situ. Chúng tôi chứng minh rằng các mảng dày đặc các thiết bị ống nano riêng lẻ có thể được khảo sát nhanh chóng và đồng thời. Một mô hình dòng rò kết hợp với mô phỏng phần tử hữu hạn của tĩnh điện thiết bị được trình bày nhằm giải thích sự phát triển tương phản quan sát được của ống nano và các điện cực bề mặt. Công trình này nhằm lấp đầy khoảng trống trong việc xác định điện tử của các kiến trúc thiết bị phân tử.
Từ khóa
#Kính hiển vi điện tử quét #ống nano carbon #tính chất điện tử #điện cực bề mặt #mô hình dòng rò.Tài liệu tham khảo
McEuen, P. L. Single-wall carbon nanotubes. Phys. World 2000, 13, 31–36.
Saito, R.; Fujita, M.; Dresselhaus, G.; Dresselhaus, M. S. Electronic-structure of graphene tubules based on C60. Phys. Rev. B 1992, 46, 1804–1811.
Oron-Carl, M.; Hennrich, F.; Kappes, M. M.; Lohneysen, H. V.; Krupke, R. On the electron-phonon coupling of individual single-walled carbon nanotubes. Nano Lett. 2005, 5, 1761–1767.
Qian, H. H.; Gokus, T.; Anderson, N.; Novotny, L.; Meixner, A. J.; Hartschuh, A. Near-field imaging and spectroscopy of electronic states in single-walled carbon nanotubes. Phys. Status Solidi B 2006, 243, 3146–3150.
Venema, L. C.; Janssen, J. W.; Buitelaar, M. R.; Wildoer, J. W. G.; Lemay, S. G.; Kouwenhoven, L. P.; Dekker, C. Spatially resolved scanning tunneling spectroscopy on single-walled carbon nanotubes. Phys. Rev. B 2000, 62, 5238–5244.
Wildoer, J. W. G.; Venema, L. C.; Rinzler, A. G.; Smalley, R. E.; Dekker, C. Electronic structure of atomically resolved carbon nanotubes. Nature 1998, 391, 59–62.
Jiang, H.; Nasibulin, A. G.; Brown, D. P.; Kauppinen, E. I. Unambiguous atomic structural determination of singlewalled carbon nanotubes by electron diffraction. Carbon 2007, 45, 662–667.
Yaish, Y.; Park, J. Y.; Rosenblatt, S.; Sazonova, V.; Brink, M.; McEuen, P. L. Electrical nanoprobing of semiconducting carbon nanotubes using an atomic force microscope. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 046401.
Bachtold, A.; Fuhrer, M. S.; Plyasunov, S.; Forero, M.; Anderson, E. H.; Zettl, A.; McEuen, P. L. Scanned probe microscopy of electronic transport in carbon nanotubes. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 6082–6085.
Seiler, H. Secondary electron emission in the scanning electron microscope. J. Appl. Phys. 1983, 54, R1–R18.
Homma, Y.; Suzuki, S.; Kobayashi, Y.; Nagase, M.; Takagi, D. Mechanism of bright selective imaging of singlewalled carbon nanotubes on insulators by scanning electron microscopy. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 1750–1752.
Brintlinger, T.; Chen, Y. F.; Durkop, T.; Cobas, E.; Fuhrer, M. S.; Barry, J. D.; Melngailis, J. Rapid imaging of nanotubes on insulating substrates. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 2454–2456.
Zhang, R. Y.; Wei, Y.; Nagahara, L. A.; Amlani, I.; Tsui, R. K. The contrast mechanism in low voltage scanning electron microscopy of single-walled carbon nanotubes. Nanotechnology 2006, 17, 272–276.
Vijayaraghavan, A.; Kanzaki, K.; Suzuki, S.; Kobayashi, Y.; Inokawa, H.; Ono, Y.; Kar, S.; Ajayan, P. M. Metal semiconductor transition in single-walled carbon nanotubes induced by low-energy electron irradiation. Nano Lett. 2005, 5, 1575–1579.
Marquardt, C. W.; Dehm, S.; Vijayaraghavan, A.; Blatt, S.; Hennrich, F.; Krupke, R. Reversible metal-insulator transitions in metallic single-walled carbon nanotubes. Nano Lett. 2008, 8, 2767–2772.
Pfeiffer, H. C.; Langner, G. O.; Stickel, W.; Simpson, R. A. Contactless electrical testing of large area specimens using electron beams. J. Vac. Sci. Tech. 1981, 19, 1014–1018.
Buzzo, M.; Ciappa, M.; Millan, J.; Godignon, P.; Fichtner, W. Two-dimensional dopant imaging of silicon carbide devices by secondary electron potential contrast. Microelectron. Eng. 2007, 84, 413–418.
Croitoru, M. D.; Bertsche, G.; Kern, D. P.; Burkhardt, C.; Bauerdick, S.; Sahakalkan, S.; Roth, S. Visualization and in situ contacting of carbon nanotubes in a scanning electron microscope. J. Vac. Sci. Tech. B 2005, 23, 2789–2792.
Jesse, S.; Guillorn, M. A.; Ivanov, I. N.; Puretzky, A. A.; Howe, J. Y.; Britt, P. F.; Geohegan, D. B. In situ electric-field-induced contrast imaging of electronic transport pathways in nanotube-polymer composites. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 013114.
Hennrich, F.; Krupke, R.; Lebedkin, S.; Arnold, K.; Fischer, R.; Resasco, D. E.; Kappes, M. Raman spectroscopy of individual single-walled carbon nanotubes from various sources. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 10567–10573.
Arnold, K.; Hennrich, F.; Krupke, R.; Lebedkin, S.; Kappes, M. M. Length separation studies of single walled carbon nanotube dispersions. Phys. Status Solidi B 2006, 243, 3073–3076.
Vijayaraghavan, A.; Blatt, S.; Weissenberger, D.; Oron-Carl, M.; Hennrich, F.; Gerthsen, D.; Hahn, H.; Krupke, R. Ultra-large-scale directed assembly of single-walled carbon nanotube devices. Nano Lett. 2007, 7, 1556–1560.
Mann, D.; Javey, A.; Kong, J.; Wang, Q.; Dai, H. J. Ballistic transport in metallic nanotubes with reliable Pd ohmic contacts. Nano Lett. 2003, 3, 1541–1544.
www.pdesolutions.com.
Konrad, A.; Graovac, M. The finite element modeling of conductors and floating potentials. IEEE T. Magn. 1996, 32, 4329–4331.
Jaksch, H. Zeiss NTS GmbH. Private communication.
Wells, O. C. Scanning electron microscopy; McGraw-Hill: New York, 1974.
Martel, R.; Derycke, V.; Lavoie, C.; Appenzeller, J.; Chan, K. K.; Tersoff, J.; Avouris, P. Ambipolar electrical transport in semiconducting single-wall carbon nanotubes. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 256805.
Jarillo-Herrero, P.; Sapmaz, S.; Dekker, C.; Kouwenhoven, L. P.; van der Zant, H. S. J. Electron-hole symmetry in a semiconducting carbon nanotube quantum dot. Nature 2004, 429, 389–392.
Tersoff, J. Contact resistance of carbon nanotubes. Appl. Phys. Lett. 1999, 74, 2122–2124.
White, C. T.; Todorov, T. N. Carbon nanotubes as long ballistic conductors. Nature 1998, 393, 240–242.
Krupke, R.; Malik, S.; Weber, H. B.; Hampe, O.; Kappes, M. M.; von Lohneysen, H. Patterning and visualizing self-assembled monolayers with low-energy electrons. Nano Lett. 2002, 2, 1161–1164.
Kanaya, K.; Okayama, S. Penetration and energy-loss theory of electrons in solid targets. J. Phys. D: Appl. Phys. 1972, 5, 43–58.
Anderson, N.; Hartschuh, A.; Novotny, L. Chirality changes in carbon nanotubes studied with near-field Raman spectroscopy. Nano Lett. 2007, 7, 577–582.
Antonov, R. D.; Johnson, A. T. Subband population in a single-wall carbon nanotube diode. Phys. Rev. Lett. 1999, 83, 3274–3276.
John, D. L.; Castro, L. C.; Pereira, P. J. S.; Pulfrey, D. L. A Schrödinger-Poisson solver for modeling carbon nanotube FETs. Nanotechnology 2004, 3, 65–68.
Baughman, R. H.; Zakhidov, A. A.; de Heer, W. A. Carbon nanotubes The route toward applications. Science 2002, 297, 787–792.