Nano Lett.：铝锗纳米线固态反映反映的本位TEM阐收 – 质料牛

发布时间：2025-09-16 02:12:05 来源： 作者：科技探索

【钻研布景】

正在电子、铝锗料牛光电子、纳米能量转换战自旋电子教等钻研规模，线固提出了良少数导体纳米线器件。态反为了将那些半导体纳米线散漫到纳米电子操做中，映反映需供真现低欧姆电阻干戈，本位操做Si中的收质硅化工艺或者Ge中的锗化工艺，以实用天从器件注进电流战提与电流。铝锗料牛正在硅化物相或者锗化物相战半导体纳米线间真现电干戈，纳米降降源极/漏极战沟讲之间的线固电干戈电阻。可是态反，金属战半导体纳米线之间的映反映干戈量量小大小大限度了那些器件的效力战正在新型纳米电子器件中的操做。

【功能简介】

远期，本位法国格勒诺布我小大教Martien Den Hertog教授提供了一种颇为有利用远景的收质纳米线的本位TEM钻研，其中铝金属进进锗半导体纳米线以组成颇为猛然战净净的铝锗料牛轴背金属-半导体界里。回支两种不开的部份减热格式，钻研了铝与锗纳米线正在TEM中的本位固相同映反映。正在250-330℃之间，Al侵进Ge纳米线的反映反映界里反映反映速率受散漫历程的限度。EDX表征掀收了转化后的铝芯纳米线的三维截里，分说被一层薄的杂Ge（∼2 nm）、Al₂O₃（∼3 nm）战露有Al₂O₃(1 nm)层的Ge包裹。Al核周围存正在露Ge的壳，批注Ge经由历程概况散漫散漫回金属储层，经由历程EDX检测可能患上到证实。将散漫圆程拟开到能源教数据中，可能提与两种不开温度下的散漫系数，与文献中闭于Al的自散漫的散漫系数的卓越不同性。该功能远日以题为“In Situ Transmission Electron Microscopy Analysis of Aluminum−Germanium Nanowire Solid-State Reaction”宣告正在驰誉期刊Nano Lett.上。

【图文导读】

图一：本位焦耳减热H_a或者H_b妨碍铝锗本位转达魔难魔难

(a)本位Ha减热的样品TEM图像

(b-c)正在250℃战330℃下，本位减热Hb魔难魔难TEM图像。

(d) 正在Δv=0.575 V时，两个相同转达标的目的转换段少度与时候的关连

(e-f) 正在250°C战330°C，转换段的少度随时候的修正。

图两：操做H_a足艺并排转达的纳米线的下角度环形暗场STEM

(a)反映反映匹里劈头前的样品

(b)交流反映反映后的样品

(c)两个NWs顶部转换段少度与时候的关连

(d)底部转换段少度与时候的关连

图三：EDX定量H_a中纳米线的元素

(a)H_a减热后，EDX超图隐现不开的元素。

(b- c) 操做定量三维化教重修模子，确定交流后的NW剖里（即由NW黄色框界讲线剖里）

(d) NW横截里化教重修的示诡计。

图四：EDX阐收铝层挨算

(a)正在380℃下， H_b减热妨碍相位转达后，STEM图像

(b) EDX超图

图五：HAADF STEM图像及其建议机理

        锗簿本能够经由历程概况通讲散漫到铝储层，铝簿本经由历程体积散漫提供给反映反映界里。

【小结】

         综上所述，做者经由历程直接焦耳减热H_a战克制温度H_b减热魔难魔难，对于固态反映反映妨碍了详细的本位TEM钻研。Al战Ge散漫动做的不开倾向称性使患上可能约莫经由历程热退水组成金属/半导体纳米线同量挨算。铝-锗同量挨算正在250℃匹里劈头的高温下组成。高温下的能源教下场批注，Al- Ge纳米线的转达受到Al链段的自散漫克制。经由历程EDX可能不雅审核到Ge经由历程概况通讲散漫到Al层。经由历程两种热退水足艺，EDX证清晰明了单晶Al-纳米线的组成，掀收了一种单核壳挨算，铝核被一层薄的Ge拆穿困绕，同时，铝核也被此外一个低Ge浓度地域的Al₂O₃壳拆穿困绕。两种减热足艺的反映反映能源教批注，经由历程H_a减热可能患上到与H_b魔难魔难中相似的高温，使患上仅用电季候制去制制短沟讲金属氧化物半导体场效应晶体管降降到10 nm如下，与光刻工艺的空间分讲率无闭。下场批注，TEM是清晰战克制Al战Ge质料组开的有力工具战不成贫乏的工具。

文献链接：In Situ Transmission Electron Microscopy Analysis of Aluminum−Germanium Nanowire Solid-State Reaction (Nano Lett., 2019, DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b05171)

本文由质料人金属组小大兵哥编译。

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