One-dimensional de gaze cu gaura în germaniu / siliciu heterostructurilor nanofire

1. Wei Lu †, ‡,
2. Jie Xiang †, ‡,
3. Brian P. Timko †,
4. Yue Wu †, şi
5. Charles M. Lieber †, §, ¶

+ Autor Afilieri

1. † Departamentul de Chimie si Chemical Biology şi diviziunea § de Inginerie şi Ştiinţe Aplicate, Universitatea Harvard, Cambridge, MA 02138

1. Au contribuit de Charles Lieber M., 02 iunie 2005

Abstract

Electron două-dimensionale şi a sistemelor de gaze gaura, activat printr-un design structura bandă şi creşterea epitaxială pe substraturi plane, au servit ca platforme-cheie pentru cercetarea fundamentală materiei condensate şi de dispozitive de înaltă performanţă. Dezvoltarea sistemelor similare de gaz unidimensionale (1D) electron sau gaura prin creşterea controlată pe substraturi nanostructura 1D, care ar putea deschide noi oportunităţi dincolo de nanotub de carbon existente şi a sistemelor de nanofire, nu a fost realizat. Aici, am raport de studii de sinteză şi de transport a unui sistem de 1D gaz gaura bazat pe un drum liber-permanente de germaniu / siliciu (Ge / Si) miez / coaja heterostructuri nanofire. La temperatura camerei măsurare electrică de transport arată în mod clar de acumulare gaură în nedopate Ge / Si heterostructurile nanofire, în contrast cu controlul experimentelor pe un singur component nanofire.Temperatură scăzută studiile arată bine controlate oscilaţii Coulomb blocada cind shell-ul Si serveşte ca o barieră în calea tunel la gaz gaura in canal Ge. Date de contact transparente pentru gaz gaura, de asemenea, au fost reprodusă realizate de recoacere termice. În astfel de dispozitive, observăm cuantificare conductanta la temperaturi scăzute, corespunzătoare de transport balistice prin subbands 1D, în cazul în care distanţele măsurate de energie subband de acord cu calculele pentru un potenţial de naştere cilindric. În plus, se observă o "structură de 0.7", care a fost atribuit la polarizarea spinului spontane, sugerând universalitatea acestui fenomen in interactiunea sistemelor 1D. În sfârşit, conductanta prezintă dependenţa de temperatură mici, în conformitate cu calculul nostru de backscattering reduse în acest sistem 1D, şi sugerează că transportul este balistice chiar la temperatura camerei.

• balistice de transport
• bandstructure de proiectare
• conductanţă cuantificare
• nanoştiinţa
• un singur electron tranzistor

Notele de subsol

• ↵ ¶ Pentru cine corespondenţă ar trebui să fie trimise la adresa †. E-mail: cml@cmliris.harvard.edu.

• ↵ ‡ WL şi au contribuit în egală măsură JX la acest lucru.

• Contribuţii Autor: WL, JX, cercetare şi LGC concepute; WL şi JX efectuat cercetări; BPT şi YW contribuit reactivilor nou / instrumente analitice; WL, JX, şi LGC analizat datele, WL, JX, şi LGC scris de hârtie, precum şi BPT şi YW dezvoltat de creştere a heterostructuri nanofire.

• Abrevieri: i-Ge, intrinsec Ge; i-Si, Si intrinsecă; SCCM, standard cm3/min.

• On-line primare disponibile prin intermediul opţiunii de acces deschis PNAS.

• Copyright © 2005, Academia Nationala de Stiinte