HI?N TU?NG XUY

1
(No Transcript)
2
SEMINAR
LINH KI?N ÐI?N T? NANO

• GVHD PGS.TS.TRUONG KIM HI?U
• HVTH LÊ NGUY?N B?O THU
• PHÙNG VAN HUNG
• LÊ DUY NH?T

3
N?I DUNG

• TRANSISTOR VI ÐI?N T?
• C?u t?o và ho?t d?ng c?a transistor tru?ng (FET)
• Nh?ng tr? ng?i d? thu nh? FET
• LINH KI?N ÐI?N T? NANO
• Gi?m kích thu?c linh ki?n bán d?n kh?i - ?ng nano
  cacbon và nh?ng ?ng d?ng
• Linh ki?n di?n t? nano hi?u ?ng lu?ng t?
• Linh ki?n di?n t? nano hi?u ?ng spin (spintronic)

4
TRANSISTOR VI ÐI?N T?
C?u t?o transistor tru?ng FET
5
TRANSISTOR VI ÐI?N T?
Ho?t d?ng c?a transistor tru?ng FET
Th? c?c c?ng b?ng 0 Không có dòng di?n t? t?
ngu?n d?n máng transistor dóng
Tang th? c?c c?ng Có dòng di?n t? t? ngu?n d?n
máng transistor m?
Ðáp ?ng hai vai trò Linh ki?n hai tr?ng
thái Khuy?ch d?i
6
TRANSISTOR VI ÐI?N T?

• NH?NG TR? NG?I Ð? THU NH? FET
• Ði?n tru?ng cao, t?o nên dánh th?ng thác lu làm
  h?ng linh ki?n
• Tiêu tán nhi?t
• Nh?ng tính ch?t gi?m kh?i
• S? co l?i c?a vùng nghèo gt s? xuyên h?m c?a di?n
  t? t? ngu?n d?n máng
• S? co l?i c?a l?p oxit du?i c?ng gt s? xuyên h?m
  c?a di?n t? t? c?ng d?n máng
• Tr? ng?i v? kinh t?, c? ba nam giá thành nhà máy
  ch? t?o chip tang lên g?p dôi gt s? b? t?c v?
  kinh t?

gtC?n m?t cu?c cách m?ng, tìm nh?ng linh ki?n
di?n t? và công ngh? ch? t?o m?i linh ki?n di?n
t? nano
7
(No Transcript)
8
?NG NANO CARBON
9
?NG NANO CARBON

• Gi?i thi?u
• ?ng nano carbon do Sumio Lijima c?a
  phòng thí nghi?m Nec Tdukuba phát hi?n vào nam
  1991. CNT có th? xem nhu m?t d?i bang c?t t? m?t
  ph?ng grafit (du?c g?i là graphen) và du?c cu?n
  thành hình tr? li?n r?ng.

10
Phân lo?i ?ng nano carbon
Có hai lo?i ?ng nano carbon

• ?ng nano tu?ng don (SWNT)
• ?ng nano tu?ng da (MWNT) bao g?m nhi?u hình tr?
  du?c l?ng ch?t vào nhau.

11
2.C?u trúc hình h?c c?a ?ng nano carbon

• C?u trúc c?a CNT du?c mô t? b?ng vecto chu vi hay
  vecto Chi Ch bi?u di?n chu vi toàn ph?n c?a ?ng.
  Nó du?c xác d?nh b?ng
• Ch na1 ma2
• V?i a1 và a2 là vecto don v? trong m?ng sáu
  c?nh, n và m là nh?ng s? nguyên. Ch d?nh v? cái
  g?i là góc Chi là góc gi?a Ch và a1.

12

• C?u trúc c?a các d?ng ?ng nano cacbon khác nhau
  du?c d?nh nghia theo giá tr? c?a n, m
• mn góc Chi ? 300 c?u trúc gh? bành
  (arnchair
• m0 ho?c n0 ? 0 c?u trúc hình ch? chi
  (zigzag)
• n?m 0lt ? lt300 c?u trúc khác (chiral)

13
Gi?n d? nang lu?ng c?a ?ng Nano Carbon
14
Tính ch?t

• Tính b?n
• CNT là v?t li?u c?ng và b?n nh?t dã du?c
  phát hi?n. Ð? b?n này là do liên k?t c?ng hóa tr?
  sp2 gi?a t?ng nguyên t? carbon.
• Tính d?n di?n
• Nói chung, tính ch?t bán d?n hay kim lo?i
  c?a CNT du?c di?u khi?n b?ng vecto C và do dó,
  b?ng quan h? c?a n và m. Tính kim lo?i xu?t hi?n
  khi
• n m 3q (q m?t s? nguyên
  )
• N?u n-m ? 3q các ?ng nano cacbon có tính
  bán d?n
• Tính d?n nhi?t
• CNT là ch?t d?n nhi?t r?t t?t n?u xét theo
  chi?u d?c theo ?ng nhung nó là ch?t cách di?n n?u
  xét theo chi?u ngang v?i tr?c ?ng.

15
Các phuong pháp t?ng h?p nano carbon

• Phóng di?n h? quang
• B?c hoi laser
• L?ng d?ng bay hoi hóa h?c
• K?t tinh l?i xâm th?c

16
Trong h? th?ng co di?n
?ng d?ng
Nanomotor
A Nanomotor inside of a Patch Clamp Head
17

• Trong sinh h?c ( di truy?n h?c)
• Trong hóa h?c

18
?ng d?ng

• Trong di?n t?

19
QUANTUM DOT (Ch?m lu?ng t?)

• Quantum dots (QDs) là nh?ng tinh th? nano bán d?n
  v?i kích thu?c t? 2-10 nm, ch?ng h?n nhu các h?
  CdSe, ZnS, ... M?i QD có th? ch?a t? 100-1000
  nguyên t?

20
S? hình thành

• QD hình thành khi nh?ng màng bán d?n m?ng b? cong
  xu?ng b?i áp su?t t?o thành do s? khác nhau v?
  c?u trúc m?ng gi?a màng bán d?n v?i v?t li?u nó
  phát tri?n trên dó.

21

• Ch? s? khác nhau kho?ng m?t vài ph?n tram v? kích
  thu?c m?ng dã t?o ra áp su?t trong m?t l?p m?ng
  l?n g?p mu?i l?n áp su?t ? noi sâu nh?t trong d?i
  duong.

22

• Khi các l?p m?i du?c d?t lên, nh?ng áp su?t này
  s? làm cho l?p màng tru?c dó tách ra thành các
  ch?m và bung ra theo hu?ng th? 3 d? thoát kh?i áp
  su?t, hon là là ti?p t?c phát tri?n ch?ng l?i l?c
  c?n theo hai hu?ng.

23
(No Transcript)
24
Hình ?nh 3 chi?u c?a QD InAs
25
Ð?c trung co b?n c?a QD

• Nang lu?ng vùng c?m c?a QD không liên t?c mà b?
  lu?ng t? hóa do hi?n tu?ng giam hãm lu?ng
  t?(quantum confinement)

26
(No Transcript)
27

• QD càng l?n(nang lu?ng th?p) thì ph? hu?nh
  quang c?a nó càng d? và ngu?c l?i, QD càng nh?
  thì ph? hu?nh quang càng xanh. Nang lu?ng vùng
  c?m quy?t d?nh nang lu?ng(và vì th? màu s?c) c?a
  ph? hu?nh quang

28

• Ngoài ra ph? hu?nh quang c?a QD còn ph? thu?c vào
  v?t li?u ch? t?o QD.

29

• Ð?i v?i QD, m?t d? electron ch? y?u n?m g?n b?
  m?t.

30
?ng d?ng

• Trong linh v?c y-sinh h?c ki?m tra DNA, ch?p
  hình 3D trong các sinh v?t.
• Trong linh v?c hóa h?c
• Trong di?n t? các linh ki?n quang, quang di?n t?

31
HI?N TU?NG XUYÊN H?M C?NG HU?NG

• Hi?n tu?ng xuyên h?m qua rào don

32
HI?N TU?NG XUYÊN H?M C?NG HU?NG
Hi?n tu?ng xuyên h?m qua rào kép
33
HI?N TU?NG XUYÊN H?M C?NG HU?NG

• Hi?n tu?ng xuyên h?m c?ng hu?ng là hi?n tu?ng khi
  m?t e d?n b? rào c?a m?t h? th?, n?u nang lu?ng
  c?a nó trùng khít v?i m?t m?c nang lu?ng r?i r?c
  nào dó trong h? th? thì e s? vu?t qua rào v?i xác
  su?t tang v?t, ngu?c l?i thì e không th? vu?t qua
  rào th?.

34
DIOD ÐU?NG H?M C?NG HU?NG (RTD)
C?u t?o
35
DIOD ÐU?NG H?M C?NG HU?NG (RTD)
C?u t?o Nguyên t?c ho?t d?ng
36
TRANSISTOR ÐU?NG H?M C?NG HU?NG (RTT)
C?u t?o
37
TRANSISTOR ÐU?NG H?M C?NG HU?NG (RTT)
C?u t?o Nguyên t?c ho?t d?ng
38
TRANSISTOR ÐU?NG H?M C?NG HU?NG (RTT)
gtM? ra hu?ng nghiên c?u m?i linh ki?n di?n t?
da tr?ng thái, có m?t d? ch?c nang logic cao hon
nhung ít linh ki?n hon, ít to? nhi?t hon.
39
LINH KI?N LAI MICRO - NANO
Các RTD có kích thu?c nano du?c g?n trên c?c
ngu?n ho?c c?c máng c?a m?t transistor tru?ng làm
tang tr?ng thái logic c?a transistor tru?ng.
40
H?P ÐON ÐI?N T? - HI?U ?NG KHOÁ COULOMB
Khi kích thu?c gi?m, nang lu?ng n?p We c?a ch?m
lu?ng t? tang Khi nang lu?ng n?p We l?n hon nang
lu?ng nhi?t kT, di?n th? gi?a hai di?n c?c b?ng
nhau, không có e xuyên h?m vào ho?c ra ch?m lu?ng
t?, s? lu?ng e trong ch?m lu?ng t? du?c gi? c?
d?nh g?i là khóa Coulomb.
41
H?P ÐON ÐI?N T? - HI?U ?NG KHOÁ COULOMB
Khi tang di?n th? c?a di?n c?c c?ng d?n m?t giá
tr? nh?t d?nh, m?t e b? hút vào ch?m lu?ng t?,
ti?p t?c tang di?n th?, s? có thêm e khác b? hút
vào. Ta có th? di?u khi?n s? di?n t? trong ch?m
lu?ng t? b?ng di?n th? c?c c?ng.
42
TRANSISTOR ÐON ÐI?N T? (SET)
B?ng cách di?u ch?nh di?n th? c?a c?c ngu?n, c?c
máng và c?c c?ng, ta có th? di?u khi?n cho t?ng e
di t? c?c ngu?n d?n ch?m lu?ng t? r?i di ti?p d?n
c?c máng nh? hi?u ?ng khoá Coulomb
43
TRANSISTOR ÐON ÐI?N T? (SET)
44
UU ÐI?M VÀ H?N CH? C?A LINH KI?N ÐI?N T? NANO BÁN
D?N
Uu di?m Tiêu t?n công su?t th?p Gi?m kích thu?c
t?t T?c d? r?t nhanh Nhu?c di?m Dòng thung lung,
các linh ki?n không dóng hoàn toàn Nh?y v?i thang
giáng c?a th? vào Ho?t d?ng ? nhi?t d? th?p Ði?n
tích n?n ?nh hu?ng d?n ho?t d?ng c?a linh
ki?n Dòng xuyên h?m c?c nh?y v?i d? r?ng rào th?
(theo hàm mu) Khó ch? t?o linh ki?n m?t cách d?ng
nh?t và chính xác