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標題: 嶄新的半導體奈米線磊晶技術 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2016-4-18 03:15 PM 標題: 嶄新的半導體奈米線磊晶技術

　　哈佛大學的科學家利用新開發的磊晶技術，不需要經過繁複的製程，將不同種類的單晶半導體，成功地合成了由異質結構半導體組成的奈米線。
　　熟悉或聽過(heterostructure semiconductor)的人，想必對於它的組成原理並不陌生。2000年諾貝爾物理學獎得主之一的Herbert Kroemer，便是因發展半導體異質結構並將其應用在高速電子及光電元件的貢獻而獲此殊榮。所謂“磊晶”，英文為epitaxy﹔這個字結合了epi(on, upon)與taxis(源自希臘文的tassein，原意為arrange)兩個字。基本上，異質結構半導體是利用特殊的磊晶技術，將不同種類的單晶元素逐層地建構起來。其原理有點類似砌疊層層的磚塊，只不過這些磊晶技術中的“磚塊”僅有單個分子，甚至原子的大小。而且現今成熟的磊晶技術，經由選擇高純度的單晶原料，適當的溫度(一般在攝氏數百度)，以及精確地控制各組成元素分(原)子大小的匹配，即可得到高品質的磊晶成品。
　　有別於傳統磊晶技術的逐層砌疊，哈佛大學的 Lincoln. J. Lauhon (Charles M. Lieber的研究小組)利用該小組已開發的奈米合成技術，成功地製造出Si-SiO2 以及Si-Ge的異質結構半導體奈米線(Nanowire)。利用化學觸媒的選擇性，Lauhon等人不僅可以控制這些奈米線的成長方向(軸向或徑向)，更可以加入不同種類的元素作為攙入的雜質(chemical doping)來改變奈米線的導電特性(n-type或p-type)。Lauhon所屬的研究小組更使用一般的半導體製程(光罩，蝕刻，鍍金屬等)將他們合成的奈米線製成三極電晶體，並且成功地量測到這奈米元件的電流-電壓特性曲線。
　　相較於只有單一方向控制自由度的傳統磊晶技術，Lauhon 等人合成奈米線所用的方法，可以達到在軸向或徑向的磊晶或攙入雜質。更重要的是，這一切的過程都是在奈米尺度(nanoscale)上完成。因此，Lauhon以及其所屬研究小組所開發的技術在與現有積體電路的整合應用，或是發展全新的奈米元件，都提供了一個新的研究方向。

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