碳纳米管多沟道场效应晶体管研究_百替生物
碳纳米管场效应晶体管的栅介质层优化
碳纳米管（Carbon Nanotube, CNT）作为一种新型材料，具有优异的电子传输性能和热传导性能，被广泛应用在电子器件领域。
其中，碳纳米管场效应晶体管（Carbon Nanotube Field-Effect Transistor, CNFET）由于其低功耗、高性能等优点，已成为替代硅晶体管的研究热点之一。
然而，在实际应用中，CNFET的性能往往受到栅介质层的影响。
栅介质层优化成为了当前研究的重要课题。
栅介质层是CNFET的重要组成部分，其质量直接影响着器件的性能。
栅介质层主要起着隔离和支撑作用，同时还需满足一定的介电常数和介电强度要求。
在这样的背景下，优化栅介质层的性能成为了提升CNFET整体性能的关键。
一、栅介质层材料选择栅介质层的材料选择是栅介质层优化的首要问题。
目前常见的栅介质层材料包括氧化铝、氮化硅、高介电常数的二氧化铪等。
不同的材料具有不同的介电常数和介电强度，对CNFET的性能影响亦不同。
在选择栅介质层材料时需要综合考虑介电常数、介电强度、制备工艺等因素，并进行系统的实验研究，找到最适合的材料。
二、栅介质层制备工艺栅介质层的制备工艺对其性能有着重要影响。
通常栅介质层的制备工艺包括溅射、化学气相沉积等方法。
不同的制备工艺会影响栅介质层的致密性、平整度等性能，进而影响CNFET的性能。
优化栅介质层的制备工艺是提高CNFET整体性能的重要途径。
三、栅介质层的界面特性栅介质层与碳纳米管之间的界面特性是影响CNFET性能的重要因素。
优化栅介质层的界面特性可以有效减小场效应晶体管的漏电流，提升器件的开关速度和稳定性。
研究栅介质层与碳纳米管之间的界面特性，寻找能够有效改善界面特性的方法，对提高CNFET性能具有重要意义。
随着碳纳米管场效应晶体管的发展，栅介质层优化成为了当前研究的重要课题。
通过合理选择栅介质层材料、优化制备工艺、改善栅介质层的界面特性等手段，可以有效提高CNFET的性能，推动其在电子器件领域的应用。
碳纳米管场效应晶体管电子输运特性的研究
碳纳米管场效应晶体管电子输运特性的研究
袁寿财;刘亚媚
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2008(031)005
【摘要】由于硅器件尺寸不断缩小至纳米尺度,人们因此对纳米尺度器件开展了理论与结构方面的广泛而深入的研究,其中最重要的纳米尺度器件是基于碳纳米管的电场效应器件并被称为碳纳米管场效应晶体管(CNTFET).本文分析了碳纳米管场效应晶体管沟道电子的传输特性,并给出了用器件端子参数描述的器件I-V特性方程表达式,计算了器件的I-V特性曲线并把结果与纳米器件专用分析软件nanoMOS-2.0给出的结果作了比较,发现本文模型的计算结果均大于nanoMOS-2.0给出的结果,表明本文模型尚需进一步的深入分析和优化.
【总页数】6页(P1523-1528)
【作者】袁寿财;刘亚媚
【作者单位】赣南师范学院物理与电子信息学院,江西,赣州,341000;赣南师范学院物理与电子信息学院,江西,赣州,341000
【正文语种】中文
【中图分类】TN386
【相关文献】
1.石墨烯/碳纳米管三维结构的电子输运特性 [J], 娄利飞;潘青彪;张军琴;周晓乐
2.基于量子模型的碳纳米管场效应晶体管电子输运特性 [J], 王小羊
3.轴向拉伸单壁碳纳米管的电子分布和电子输运特性 [J], 王冕;王继成;王利光
4.双底栅双壁碳纳米管场效应晶体管的构建和特性研究 [J], 张振宇;王胜;梁学磊;陈清
5.半导体型单壁碳纳米管的电子输运特性 [J], 宋久旭;杨银堂;刘红霞;张骥
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碳纳米管场效应晶体管的特性研究与优化
碳纳米管场效应晶体管的特性研究与优化近年来，随着纳米科技的快速发展，碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）作为一种具有巨大潜力的纳米电子器件引起了广泛关注。
CNT-FET以其优异的电学性能和独特的结构特点，被认为是下一代高性能晶体管的有力竞争者。
本文将探讨碳纳米管场效应晶体管的特性研究与优化。
首先，碳纳米管的材料特性使其成为理想的电子输运通道。
碳纳米管具有优异的载流子迁移率和高电导率，这使得CNT-FET在高频电子器件中具有巨大的应用潜力。
研究人员通过调控碳纳米管的直径、手性和结构等参数，可以实现对CNT-FET电学性能的精确调控。
例如，通过控制碳纳米管的直径，可以实现对CNT-FET的载流子迁移率和开关速度的调节，从而优化其性能。
其次，碳纳米管场效应晶体管的结构特点也为其性能的优化提供了可能。
CNT-FET的结构由源极、漏极、栅极和碳纳米管通道组成。
通过调节栅极电压，可以实现对CNT-FET的电流开关控制。
此外，研究人员还通过引入高介电常数的栅介质材料，如氧化铝或高介电常数聚合物，来增强CNT-FET的电流开关比。
这种结构优化的方法可以显著提高CNT-FET的性能。
此外，碳纳米管场效应晶体管的制备工艺也对其性能进行了优化。
目前，研究人员已经发展出了多种制备CNT-FET的方法，如化学气相沉积、电化学沉积和机械剥离等。
这些制备方法可以实现对CNT-FET的尺寸和结构的控制，从而优化其性能。
同时，研究人员还通过控制碳纳米管的生长温度和气氛等参数，来实现对CNT-FET电学性能的调节。
这些制备工艺的优化将为CNT-FET的应用提供更多可能性。
最后，碳纳米管场效应晶体管的应用也是其研究与优化的重要方向之一。
CNT-FET在高频电子器件、柔性电子器件和生物传感器等领域具有广泛的应用前景。
例如，CNT-FET可以用于制备高性能的射频放大器和振荡器，以满足日益增长的无线通信需求。
此外，CNT-FET还可以用于制备柔性电子器件，如可弯曲的显示屏和可穿戴设备。
碳纳米管的具体应用
碳纳米管的具体应用碳纳米管是由碳原子组成的纳米尺寸管状结构，具有优异的物理和化学性质，因此在众多领域中具有广泛的应用前景。
本文将从电子学、材料科学、生物医学、能源领域等多个方面介绍碳纳米管的具体应用。
1. 电子学领域碳纳米管在电子学领域有着重要的应用，主要体现在以下几个方面：（1）场效应晶体管（FET）：碳纳米管可以作为FET的通道材料，具有优异的电子输运性能，可实现高速、低功耗的电子器件。
（2）纳米电子学器件：碳纳米管可以用于制备纳米电子学器件，如纳米电极、纳米线和纳米电容器等，用于构建超高密度的集成电路。
（3）柔性电子学：碳纳米管具有优异的柔性性质，可以用于制备柔性电子学器件，如柔性传感器、柔性显示器等，为可穿戴设备和可弯曲电子设备提供了新的可能性。
2. 材料科学领域碳纳米管在材料科学领域有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：（1）复合材料增强剂：碳纳米管可以作为一种优秀的增强剂，加入到金属、陶瓷或聚合物基体中，可以显著提高材料的力学性能和导电性能。
（2）催化剂载体：碳纳米管具有大比表面积和良好的导电性质，可作为催化剂的载体，提高催化反应的效率和选择性。
（3）锂离子电池负极材料：碳纳米管具有高比表面积和良好的电子传导性能，可作为锂离子电池负极材料，具有高容量和长循环寿命等优点。
3. 生物医学领域碳纳米管在生物医学领域有着广泛的应用前景，主要体现在以下几个方面：（1）药物传递：碳纳米管可以作为药物的载体，通过调控其表面性质和内部结构，实现药物的控释和靶向传递，提高药物治疗的效果。
（2）生物传感器：碳纳米管具有高比表面积和优异的电化学性能，可以用于制备生物传感器，实现对生物分子的灵敏检测和诊断。
（3）组织工程：碳纳米管可以作为支架材料用于组织工程，促进细胞生长和组织修复，具有重要的临床应用前景。
4. 能源领域碳纳米管在能源领域有着重要的应用，主要体现在以下几个方面：（1）锂离子电池：碳纳米管可以作为锂离子电池的电极材料，具有高比表面积和优异的电导率，可提高电池的能量密度和循环寿命。
碳纳米管简介
加强基础研究和创新能力
深入研究结构与性能关系
进一步揭示碳纳米管的微观结构和性 能之间的关联，为新应用提供理论支 持。
探索新的合成方法
加强跨学科合作
与化学、物理、生物等学科进行交叉 合作，拓展碳纳米管的应用领域。
开展新合成方法的研究，实现碳纳米 管的绿色合成和可控合成。
建立产业联盟和创新平台
促进产学研合作
导电材料
碳纳米管具有优异的导电性能，可作为复合材料的导电填料，提高材料的导电性能。
半导体领域
晶体管
碳纳米管具有优异的半导体性能，可 用于制造高性能晶体管，提高集成电 路的性能和集成度。
传感器
碳纳米管具有较高的化学敏感性和光 电响应性，可用于制造高性能传感器 ，用于环境监测、生物医学等领域。
纳米电子领域
碳纳米管的应用领域
电池领域
电池电极材料
碳纳米管具有优异的导电性能和比表 面积，可作为高性能电池电极材料， 提高电池的能量密度和充放电效率。
电池隔膜材料
碳纳米管具有较高的机械强度和化学 稳定性，可用于制造高性能电池隔膜 ，提高电池的安全性和稳定性。
复合材料领域
增强材料
碳纳米管具有优异的力学性能和化学稳定性，可作为复合材料的增强剂，提高材料的强度和韧性。
化学反应性
碳纳米管具有较高的化学反应性，可以在高温下与多种氧化剂反应，也可以在催化剂的作 用下进行加氢反应。此外，碳纳米管还可以通过表面修饰改性来提高其化学反应性和相容 性。
表面基团
碳纳米管的表面可以含有多种基团，如羧基、羟基、羰基和环氧基等。这些基团的存在会 影响碳纳米管的化学反应性和相容性。
稳定性
碳纳米管简介
汇报人： 2023-12-15
碳纳米管多沟道场效应晶体管研究-中国学位与研究生教育信息网
附件2论文中英文摘要作者姓名：陈长鑫论文题目：碳纳米管多沟道场效应晶体管研究作者简介：陈长鑫，男，1978年11月出生，2004年03月师从于上海交通大学“长江学者”张亚非教授，于2007年12月获博士学位。
中文摘要随着传统的硅技术发展接近极限，寻找替代硅的材料已迫在眉睫。
单壁碳纳米管（SWCNT）因其独特的一维纳米结构和优异的物理、化学、机械等特性，被认为是构筑下一代集成电路的理想候选材料。
它最重要的应用之一是用来制作碳纳米管场效应晶体管（CNTFET）。
SWCNT在制作FET上具有诸多的优越性：载流子可实现弹道传输；无悬键的表面使高K栅介质层的使用不会引起载流子迁移率的退化；对称的导带和价带有利于高性能互补电路的实现；直接带隙结构使得在同一材料平台上集成电子和光电子器件成为可能。
相比传统的MOSFET, CNTFET具有尺寸小、速度快、功耗低等优势，有望在后硅CMOS时代作为硅基器件的替代品或有益补充以维持电子工业的持续发展。
目前，CNTFET研究已取得许多进展(Changxin Chen, Yafei Zhang, The Open Nanoscience Journal, 2007,1:13-18；被邀综述文章)，但要实现其应用仍需克服多项关键问题。
其一，已有研究大都只使用单根SWCNT作为沟道来制作CNTFET，这使制得的器件存在许多不足，如：最大输出电流和跨导有限，不足以驱动电路中下级的逻辑门和互联线；可靠性和稳定性低，唯一的SWCNT沟道一旦损坏器件将失效，且器件间一致性也差；无法实现沟道宽度的横向缩放。
沟道结构的改进受制于常规方法制备的SWCNT往往相互缠结、随机取向、包含金属和半导体两种属性，需要探寻合适的器件结构设计和制作技术来实现。
其二，碳纳米管(CNT)与金属电极间牢固、低电阻接触的形成一直是CNT器件制作中的一个难点，阻碍了高器件性能的获得。
寻求改善接触性能及工艺可靠性和可重复性好的方法对高性能CNT器件和电路的构筑具有至关重要的作用。
碳纳米管场效应晶体管的制备与性能测量
碳纳米管场效应晶体管的制备与性能测量摘要：本文主要介绍了碳纳米管场效应晶体管（CNTFET）的制备方法以及性能测量技术。
首先，介绍了碳纳米管的基本结构和性质，然后详细阐述了CNTFET的制备流程，包括碳纳米管制备、晶体管结构制备和CNTFET性能的优化等方面。
接着，对CNTFET的主要性能进行了评估和分析，包括电学性能、传输特性、噪声和功耗等，以及与传统晶体管的比较。
最后，展望了CNTFET的未来发展方向和应用前景。
关键词：碳纳米管、CNTFET、制备方法、性能测量、应用前景引言碳纳米管是一种具有良好电学、光学和力学性能的新型纳米材料。
自20世纪90年代初以来，碳纳米管就已被广泛研究，并被认为是未来纳米电子技术的重要组成部分。
碳纳米管场效应晶体管（CNTFET）以其具有的超高速、低功耗和高集成度等优势，成为研究热点之一。
本文旨在介绍CNTFET的制备方法和性能测量技术，并评估其主要性能。
碳纳米管的基本结构和性质碳纳米管是由单层或多层石墨烯卷成的管状物，其结构可以分为单壁碳纳米管（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）两种。
SWCNT由同一层石墨烯卷成，具有单一壁的结构，其直径一般在0.4~2nm之间，长度可以达到数百微米；MWCNT由多层石墨烯卷成，具有多壁的结构，其壁之间的距离一般在0.3~1nm之间，长度可达数千微米。
碳纳米管具有良好的电学和光学性质，其电学特性主要表现为具有半导体或金属的导电性。
单壁碳纳米管具有良好的半导体性质，可以通过控制其直径和手性来实现不同的电学特性。
多壁碳纳米管则具有金属性质，其导电性能优于单壁碳纳米管。
此外，碳纳米管还具有良好的力学性能，可以承受高达几十GPa的压力，具有良好的柔性和韧性。
CNTFET的制备方法CNTFET的制备主要包括以下几个方面的工作：1. 碳纳米管的制备碳纳米管的制备方法主要有化学气相沉积法、电弧放电法、激光气相沉积法等。
其中，化学气相沉积法是目前制备碳纳米管最常用的方法。
碳纳米管场效应晶体管的发展
碳纳米管场效应晶体管的发展碳纳米管场效应晶体管（CNTFET）是一种基于碳纳米管的新型场效应晶体管，由于其独特的电学和机械学性质，被广泛认为是接下来代替硅材料在微电子学领域的重要候选器件。
CNTFET的发展可分为三个阶段：单碳纳米管FET、多碳纳米管FET和设备集成。
单碳纳米管FET是CNTFET的首要发展阶段，通过在单根碳纳米管上制作门极和源漏电极，形成了一种极小型的场效应晶体管。
研究者发现，单碳纳米管FET具有极高的载流子迁移率、低噪声、高频率响应等优异的电学性质。
但在现实应用中，单碳纳米管的制备和集成还面临很多挑战，因此多碳纳米管FET成为了CNTFET的一个重要发展方向。
通过将多根碳纳米管组合成阵列，可以进一步提高CNTFET的性能并优化其制备过程。
最近的研究表明，制作多碳纳米管FET时，要注意控制碳纳米管之间的直接和间接耦合效应。
通过设备集成技术，可以将CNTFET与其他器件集成在一起，实现高度流片化和集成度。
例如，CNTFET可以与微机电系统（MEMS）集成，实现高灵敏度的生物传感器、化学传感器，或与光学器件集成，实现更高速的通信传输。
除了发展CNTFET的不同阶段，还有许多研究人员致力于提高CNTFET的性能和解决其存在的问题。
其中一个重要的挑战是电极材料的选择。
在CNTFET中，电极材料必须能够提供良好的接触和物理/化学稳定性。
铂和金是常用的电极材料，但其成本较高。
因此，研究人员也在寻找更便宜的替代材料，如碳纳米管和导电聚合物等。
此外，拓扑电子学在CNTFET的研究中也逐渐引起了注意。
由于CNTFET中碳纳米管有优异的拓扑性质，因此研究人员已经开始研究利用拓扑电子学的理论和技术来改善CNTFET 的性能。
例如，研究人员已经开发出基于拓扑能带的CNTFET，旨在提高其开关速度和电流的一致性。
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明超声纳米焊接可使SWCNT与电极形成牢固、低电阻的接触, 降低接触电阻3-4个数量 级。 焊接后， 室温下一根1μm长的金属性SWCNT的二端电阻被降低到8-24 KΩ的窄范围(最 低值接近有着完美接触的弹道传输金属性SWCNT的理论最小电阻值6.45 KΩ)，半导体性 SWCNT与金属的接触在开态时具有很小的有效肖特基势垒高度和宽度(Changxin Chen, et al, Carbon, 2007,45: 436-442)。该技术在常温下即可使SWCNT与电极形成碳化物，使接触 形态从“侧面接触”变为“端部接触”，导致CNTFET性能被很大改善。对于制得的背栅 单根SWCNT-FET，在0.5 V的源漏电压下开态电流和跨导可分别高达18.9 µA和3.6 µS (该 跨导值为已报道的固态背栅单根SWCNT-FET中最大值，比退火法改善接触后的器件跨导 高一个多数量级，而焊接前跨导只有10-9S量级)，亚阈值斜率约为180 mV/dec (比已报道的 高温退火法处理所得值730 mV/dec要低很多)，电流开关比达106-107。采用一种AFM探针 拨动测试法，焊接键合被证明具有高的机械强度 (Changxin Chen, et al, Nanotechnology, 2006,17: 2192-2197)。论文对超声纳米焊接的机理及其对器件、接触性能的改善也进行了 初步理论探讨。该技术被Nanowerk科技网的“spotlight” 新闻聚焦栏目、Science Daily科技 网等专题报道，发表在Nanotechnology杂志的论文被评为杂志2006年“Top 10 Downloaded Articles”，相应专利(ZL200510028887.6)也获第二十二届上海市优秀发明银奖。 MC-CNTFET n (4) 实现MC-CNTFET p型到n型的转变，并在国际上首次发现和研究了高功函数金属 MC-CNTFET从p FET /SWCNT/低功函数金属结构FET /SWCNT/ FET的光伏效应。 研究不同金属与半导体性SWCNT的接触特性。发现使用高功函数金属Au、Pd、Ti 和低功函数金属Al与SWCNT焊接接触，可分别制得高性能的p型和n型MC-CNTFET，实 现器件从p型到n型的转变。研究了使用Pd和Al分别作为与SWCNT焊接接触的漏极和源极 的高功函数金属/SWCNT/低功函数金属结构FET的特性(Changxin Chen, et al, Small, 2008, 4(9): 1313-1318, 封面文章; 发明专利: ZL200710038026.5)。 发现通过选择合适的栅绝缘层 厚度、栅压和源漏间距，可导致在整根SWCNT中形成强的内建电场以高效分离光生电子空 穴 对 ， 使 器 件 显 示 良 好 的 光 伏 效 应 (Changxin Chen, et al, Applied Physics Letters,2009,94:263501,封面文章)。太阳光照射下，器件可获得0.31V的大的开路电压，光 生电流的响应时间只有90 mS, 可被应用作太阳能光伏微电池。为评估器件实际功率转换 效率，一种高频电磁散射模型被用在有限元模拟方法中对器件中SWCNT阵列光吸收进行 估 计 (Changxin Chen, et al, IEEE Transactions on Nanotechnology,2009,8:303-314, 封 面 文 章)。模型中，SWCNT被对待作一个具有频率相关复介电函数的介电圆柱体，器件结构及 SWCNT间对光的各种散射和耦合被考虑， 这样可较精确计算出SWCNT的光吸收。 基于实 际吸收的入射功率，器件的功率转换效率高达12.6%左右。该研究在Small杂志发表后即被 科技网、科学时报头版等专题报道。相应研究被Nature China杂志选为突
附件 2
论文中英文摘要
作者姓名：陈长鑫 论文题目：碳纳米管多沟道场效应晶体管研究 作者简介：陈长鑫，男，1978 年 11 月出生，2004 年 03 月师从于上海交 通大学“长江学者”张亚非教授，于 2007 年 12 月获博士学位。
中
文
摘
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
要
随着传统的硅技术发展接近极限，寻找替代硅的材料已迫在眉睫。单壁碳纳米管 （SWCNT）因其独特的一维纳米结构和优异的物理、化学、机械等特性，被认为是构筑 下一代集成电路的理想候选材料。 它最重要的应用之一是用来制作碳纳米管场效应晶体管 （CNTFET） 。SWCNT在制作FET上具有诸多的优越性：载流子可实现弹道传输；无悬键 的表面使高K栅介质层的使用不会引起载流子迁移率的退化；对称的导带和价带有利于高 性能互补电路的实现； 直接带隙结构使得在同一材料平台上集成电子和光电子器件成为可 能。 相比传统的MOSFET, CNTFET具有尺寸小、 速度快、 功耗低等优势， 有望在后硅CMOS 时代作为硅基器件的替代品或有益补充以维持电子工业的持续发展。 目 前 ， CNTFET 研 究 已 取 得 许 多 进 展 (Changxin Chen, Yafei Zhang, The Open Nanoscience Journal, 2007,1:13-18；被邀综述文章)，但要实现其应用仍需克服多项关键问 题。其一，已有研究大都只使用单根 SWCNT 作为沟道来制作 CNTFET，这使制得的器件 存在许多不足， 最大输出电流和跨导有限， 如： 不足以驱动电路中下级的逻辑门和互联线； 可靠性和稳定性低，唯一的 SWCNT 沟道一旦损坏器件将失效，且器件间一致性也差； 无 法实现沟道宽度的横向缩放。 沟道结构的改进受制于常规方法制备的 SWCNT 往往相互缠 结、随机取向、包含金属和半导体两种属性，需要探寻合适的器件结构设计和制作技术来 实现。其二，碳纳米管(CNT)与金属电极间牢固、低电阻接触的形成一直是 CNT 器件制 作中的一个难点， 阻碍了高器件性能的获得。 寻求改善接触性能及工艺可靠性和可重复性 好的方法对高性能 CNT 器件和电路的构筑具有至关重要的作用。其三，一维半导体性 SWCNT 与金属电极的接触表现出不同于传统块体半导体/金属接触的新特性， 需要被深入 研究以加以控制和利用。 针对上述关键问题， 本论文提出和发展了一种使用分散、 定向的 SWCNT 阵列作为器 件沟道的多沟道 CNTFET（MC-CNTFET） ，并发明一种超声纳米焊接技术将 SWCNT 两 端焊到金属电极上以改善它们间的接触。论文对 MC-CNTFET 的器件结构、制作技术、 特性及 SWCNT 沟道数的影响等开展了深入系统的研究，研究了超声纳米焊接的工艺、 界 面特性及其对接触、器件性能的改善等，制得了高性能的 MC-CNTFET。论文还研究了不
通过一种直接缩合反应法将十八烷基胺(ODA)嫁接到纯化的SWCNT上， 使SWCNT可 在多种有机溶剂中形成分散、 长期稳定的溶液， 并使大部分SWCNT束离散成单根SWCNT (Changxin Chen, Yafei Zhang, International Journal of Nanoscience, 2006,5:389-394; Changxin Chen, et al, Physica E: Low-dimensional systems and nanostructures, 2005,28:121-127)。 对预修饰后的SWCNT进行交变电场双向电泳排布， 可有效避免SWCNT 间的缠结， 使其相互分开、 定向地并联于源漏电极间形成高密度阵列(Changxin Chen, Yafei Zhang, Journal of Physics D-Applied Physics, 2006, 39:172-176)。研究发现，使用频率为 5MHz、峰-峰电压为10V/μm的交流偏压在高挥发性溶剂中排布SWCNT可获得最佳的排布 SWCNT密度可通过调节排布工艺或SWCNT溶液浓度来控制。 效果， 使用该方法对溶于氯 仿和异丙醇的两种SWCNT溶液进行排布，相邻SWCNT的平均间距可分别达200 nm和150 nm左右仍不发生缠结。对排布过程的电场分布进行理论模拟，可很好地解释这种分散、 定 向 SWCNT 阵 列 的 形 成 机 制 (Changxin Chen, et al, Nanoscale Research Letters,2009,4:157-164)。 首次提出和研制一种使用分散、定向的半导体性 SWCNT 阵列作为器件沟道的高性 MC-CNTFET。 能 MC-CNTFET 研究了 MC-CNTFET 的关键制作技术，发现使用相互分开、定向的 SWCNT 阵列作 沟道可使金属性 SWCNT 的电流选择性烧断去除变得容易，有利于获得高的器件开关比 (Changxin Chen, Yafei Zhang, Science in China, Ser. E, 2005,48: 669-678; 陈长鑫, 张亚非, 中国科学,E 辑，2005,35:1156-1165)。研究表明，多沟道器件结构的采用使 CNTFET 不仅 在输出电流和跨导等关键性能上有很大提高，而且具有更高的可靠性和成品率(Changxin Chen, Yafei Zhang, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2006,6:3789-3793; Changxin Chen, et al, Applied Physics Letters,2009,95:192110; 发 明 专 利 : ZL200510024427.6)。为研究沟道数与跨导的关系，我们在同一源漏电极间制作了一系列 不同 SWCNT 沟道数的 MC-CNTFET， 发现 SWCNT 密度不太高时两者具有大致正比关系， 该结果提供了一个通过控制沟道数来线性调控 CNTFET 跨导的方法(Changxin Chen, et al, Physics Letters A, 2007, 366: 474-479) 。 实 验 通 过 设 计 一 种 指 状 阵 列 源 漏 电 极 对 排布 SWCNT 以 获 得 间 距 和 数 量 可 控 的 SWCNT 沟 道 ， 并 优 化 接 触 ， 制 得 了 高 性 能 的 MC-CNTFET (Changxin Chen, et al, IEEE Electron Device Letters, 2006, 27(10): 852-855; 获 )。 中国真空学会 “博士优秀论文奖” 对于 15 根 SWCNT 被焊接到 Au 电极的 MC-CNTFET， 在-0.15 V 的低源漏电压下开态电流和跨导分别达 235 μA 和 50.2 μS (同方法制作的接触未 改善的单根 SWCNT-FET 的开态电流和跨导只为 0.014 μA 和 0.028 μS)，空穴场效应迁移 率高达 7160 cm2 V-1 s-1 (在已报道的相近沟道长度 CNTFET 中最高)， 器件显示 116 mV/dec (2)