Field-Effect Transistor using Thin Multi-Walled Carbon Nanotubes (t-MWCNTs) and Poly (methyl methacrylate) (PMMA) Composite
- 주제(키워드) thin multi-walled carbon nanotubes , carbon nanotubes composite , field effect transistor
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 주진수
- 발행년도 2009
- 제출일 2009-01-04
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 물리학과
- 세부전공 고체물리학
- 원문페이지 73 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000007305
- 본문언어 한국어
- 제출원본 000045534460
초록/요약
얇은 다중벽 탄소나노튜브 (Thin Multi-Walled Carbon Nanotubes, t-MWCNTs)와 poly (methyl methacrylate) (PMMA)의 복합체를 활성층으로 사용하여 전계 효과 트랜지스터 (FET)를 제작하였다. Toluene에 PMMA를 용해시킨 용액에 t-MWCNTs 를 고르게 분산시키기 위하여 계면 활성제로서 dodecyl sulfate를 첨가 후 high-power sonication 처리를 하였고, 이 복합체 용액을 FET 패턴 위에 스핀 코팅하였다. Scanning electron microscope (SEM)을 통하여 t-MWCNTs의 네트워크를 확인하였고, PMMA에 대한 t-MWCNTs의 질량비를 변화시키면서 전류-전압 특성을 측정하였다. 또한, 인가된 게이트 전압에 따른 소스 및 드레인 전류를 측정하여 on / off 비율과 전하 이동도를 측정하였다. 전기적 특성을 측정한 결과, t-MWCNTs 복합체를 이용한 전계 효과 트랜지스터 소자는 전형적인 p-type FET 특성을 보였으며, t-MWCNTs의 질량비가 감소할수록 on / off 비율이 증가함으로써 전계 효과 특성이 좋아지는 것을 확인하였다. 또한, 약 0.6 wt% t-MWCNTs의 질량비를 기준으로 전기 전도도 및 전하 이동도가 급격히 증가하는 percolation 현상을 보였다.
more초록/요약
The field-effect transistors (FETs) were fabricated using thin multi-walled carbon nanotubes (t-MWCNTs) and poly (methyl methacrylate) (PMMA) composites as an active layer. The t-MWCNTs were dispersed in toluene with PMMA and dodecyl sulfate, and the composites were homogeneously dispersed through high-power sonication. The composite solution was spin-coated on the FET pattern. To confirm the formation of the t-MWCNTs networks, a scanning electron microscope (SEM) was utilized. The current-voltage (I-V) characteristics of various weight % t-MWCNTs with respect to PMMA were measured. The typical p-type characteristics were observed for the FETs with channel length (10 um). The I-V characteristics as a function of gate voltages, on/off ratio, and carrier mobility were studied. As decreasing the concentration of t-MWCNTs, the field effect was increased. The percolation behavior was observed at about 0.6 wt% t-MWCNTs.
more목차
1 서 론 1
2 이 론 4
2.1 탄소나노튜브 4
2.1.1 탄소나노튜브의 성장 5
2.1.2 탄소나노튜브의 구조와 특성 7
2.2 전계 효과 트랜지스터 11
2.2.1 금속-산화물-반도체(MOS) 접합 11
2.2.2 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 17
2.2.3 박막 트랜지스터(TFT) 26
2.3 탄소나노튜브 네트워킹에 의한 전하 전달 29
2.3.1 Percolation 이론 29
2.3.2 Hopping에 의한 전하 전달 현상 30
3 실험 방법 33
3.1 t-MWCNTs와 PMMA 복합체 제조 33
3.2 탄소나노튜브 트랜지스터 소자 제작 36
3.2.1 FET 단위 소자 제작 36
3.2.2 t-MWCNTs TFT 소자 제작 38
3.3 전류-전압 특성 측정 39
3.4 상온 직류 전기 전도도 측정 41
4 실험 결과 42
4.1 구조 분석 42
4.2 전류-전압 특성 결과 및 분석 45
4.2.1 탄소나노튜브 질량비에 따른 전류-전압 특성 45
4.2.2 On/Off 비율 및 전하 이동도 분석 52
4.3 상온 직류 전기 전도도 결과 및 분석 55
5 결 론 57
Bibliography 59
