저차원 실리콘 나노구조의 전기수송 및 표면개질 효과

Abstract

본 논문에서는 SiNW를 PBS 용액에 직접 접촉시킨 후 SiNW의 전기적 특성이 pH에 대한 의존성을 조사하였다. pH = 2~11 구간에서 세가지 서로 다른 타입 1) bare, 2) oxidized, 3) APTES 으로 표면처리 된 SiNW의 문턱전압 Vth을 Ig-Vg 측정으로부터 추출하였다. 표면이 APTES 으로 처리된 채널이 가장 넓은 구간 pH = 2~11 에서 문턱전압이 선형적인 변화를 보여 주었으며 값은 54.7±0.6 mV/pH 이다. SiNW FET를 기반으로 한 바이오 측정 시에 나타나는 문제(생리용액에서의 민감도, 공정제작의 재현성 등)를 극복하기 위하여 SiNW 대신 nanoribbon을 사용하기도 한다. 본 논문에서는 2-D lateral PtSi/n/n+-Si 쇼트키 다이오드에 back-gate를 +18 ~ -18 V로 걸어 주어 전자 수송이 unipolar에서 bipolar로 전환됨을 밝혔다. 또한 추가된 voltage 프로브를 이용하여 채널 중심에서의 전자의 로컬 Fermi 에너지를 모니터 했으며 Id-VL, Id-VR 측정결과에서 비대칭적인 히스테리시스 현상으로 bipolar transport 특성을 밝혔다.