Molekulares Engineering von Nanoröhren-Transistoren

Im vorliegenden Projekt sollen die elektrischen Kontakteigenschaften und Dotierung einzelner halbleitender Kohlenstoff-Nanoröhren chemisch kontrolliert werden, um Feldeffekttransistoren zu erhalten, deren Kenndaten mindestens denen von modernsten Si-MOSFETs entsprechen. Solche Transistoren sollen sowohl mit p- als auch n-Charakteristik realisiert werden. Zur Herstellung der erforderlichen Device-Strukturen sind verschiedene Verfahren vorgesehen: Durch gezielte metallorganische chemische Dampfabscheidung (MOCVD) mit dem Elektronenstrahl oder elektronenstrahl-lithographische Strukturierung von Katalysatorbereichen soll das Wachstum von Nanoröhren auf definierte Stellen lokalisiert werden. Dabei soll die Wachstumsrichtung von durch Mikroelektroden erzeugte elektrische in-plane Felder gesteuert werden. Die Kontaktierung erfolgt anschließend mittels Elektronenstrahl-MOCVD im Rasterelektronenmikroskop. Zentrale Bedeutung wird der systematischen Untersuchung der Höhe der Schottky-Barrieren an der Nanoröhren/Metall-Grenzfläche als Funktion von Akzeptor- bzw. Donator-Stärke und Dichte der adsorbierten Moleküle sowie der vorliegenden Röhrenstruktur zukommen. Darüber hinaus soll eine effiziente Gatekopplung mittels einer lokalen Gate-Elektrode erzielt werden, die durch eine ultradünne Isolatorschicht mit einstellbaren dielektrischen Eigenschaften von der halbleitenden Röhre separiert ist