By controlling the doping profile along the length of the NW, active devices can be integrated into a NW. Afield effect transistor (FET) can be created if a nanowire has a small section that contains fewer carriers than the rest of the wire. Lowering the concentration of the dopant atoms in the growing atmosphere for a period of time can make this lesser-doped region. If another wire is placed over the top of this region, with an insulator separating the two wires, a FET is created. To control the current, a charge is place on the top wire to deplete the carriers in the FET regions of the lower wires. The rest of the wire is not affected because its concentration of carriers is high enough that it is not depleted.
NW FETs have a few advantages over CNT FETs. A great advantage is the ability to control the doping, and therefore the semiconducting properties of the NW during construction. Due to their size, nanowires show unusual electrical properties. Unlike CNTs, which exhibit ballistic conduction, nanowire conduction is influenced by edge effects. The tube structure of carbon nanotubes dictates that all atoms are fully bonded to other atoms (in a defect-free structure). However, NWs are a solid wire, and therefore atoms on the edge are not completely bonded. While the core of the NW is metallic, and thus conducting, the atoms on the outside of the wire lower the conductivity of the wire because they often contain defects in the crystalline structure. As the nanowire shrinks, the atoms on the surface of the wire represent more and more of the overall structure. The edge effects become more prominent, worsening the overall conduction of the NW.
At first glance, NWs and CNTs seem to be very similar. Both are capable of forming active devices and interconnect wires with dimensions of a few nanometers. However, there are some differences that make NWs more promising than CNTs. While CNTs are physically strong, and their metallic form has excellent conduction properties, the inability to grow CNTs with desired properties is a major obstacle to their large-scale usage.
Контролируя профиль легирования по длине NW, активные устройства могут быть интегрированы в NW. Полевой транзистор (FET) может быть создан, если нанопроволока имеет небольшой участок, который содержит меньше носителей, чем остальная часть провода. Понижение концентрации атомов легирующей примеси в растущей атмосфере в течение определенного периода времени может сделать этот менее легированный регион. Если другой провод находится над верхней частью этой области, с изолятором, разделяющим два провода, создается полевой транзистор. Для управления током на верхнем проводе устанавливается заряд, чтобы разрядить носители в областях FET нижних проводов. Остальная часть провода не подвержена влиянию, поскольку его концентрация носителей достаточно высока, чтобы не истощаться.
NW FET имеют несколько преимуществ перед полевыми транзисторами CNT. Большим преимуществом является способность контролировать легирование и, следовательно, полупроводниковые свойства NW во время строительства. Благодаря своим размерам, нанопроволоки демонстрируют необычные электрические свойства. В отличие от УНТ, которые демонстрируют баллистическую проводимость, на проводимость нанопроводов влияют краевые эффекты. Трубчатая структура углеродных нанотрубок диктует, что все атомы полностью связаны с другими атомами (в структуре без дефектов). Однако NW - сплошная проволока, и поэтому атомы на краю не полностью связаны. В то время как ядро NW является металлическим и, таким образом, проводящим, атомы на внешней стороне проволоки уменьшают проводимость проволоки, потому что они часто содержат дефекты в кристаллической структуре. По мере того, как нанопроволока сжимается, атомы на поверхности проволоки представляют собой все больше и больше общей структуры. Краевые эффекты становятся более заметными, что ухудшает общую проводимость NW.
На первый взгляд, СЗ и УНТ, похоже, очень похожи. Оба устройства способны формировать активные устройства и соединительные провода с размерами в несколько нанометров. Однако есть некоторые различия, которые делают NW более перспективными, чем УНТ. Хотя УНТ являются физически сильными, а их металлическая форма обладает отличными свойствами проводимости, невозможность выращивать УНТ с желаемыми свойствами является основным препятствием для их широкомасштабного использования.
UNIT 7.
Topical Vocabulary
a set of – набор ч-л.
a programmable switch – программируемый переключатель
to make up connections – устанавливать соединение, связь
to sandwich – располагать в промежутках между слоями
crossing micro-scale wires - скрещенные провода микроскопических размеров
to remain stable – оставаться стабильным, в устойчивом состоянии