Piezotronics

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Trabajando mecanismo para dispositivos piezotronic con dos extremos fijados con electrodos en un substrato flexible. Este ajuste asimétrico de la Barrera Schottky la altura es el efecto piezotronic.

Efecto Piezotronics está utilizando el potencial piezoeléctrico (piezopotential) creado en materiales con piezoelectricidad como una tensión "puerta" a las propiedades de transporte de carga portador para la fabricación de nuevos dispositivos de control/tune. Neil A Downie demostró Cómo simple era construir simples manifestaciones a macro escala usando un sándwich de material piezoeléctrico y carbono piezorresistivo para hacer un dispositivo amplificador FET y ponerlo en un libro de proyectos de ciencia para estudiantes en 2006.[1] El principio fundamental de piezotronics fue introducido por el Prof. Zhong Lin Wang en el Georgia Institute of Technology en el año 2007.[2] Una serie de dispositivos electrónicos se han demostrado en base a este efecto, incluyendo piezopotential cerrada transistor de efecto de campo,[3] piezopotential cerrado diodo,[4] cepa sensores,[5] sensores de fuerza/flujo,[6] híbrido transistor de efecto de campo,[7] PIEZOTRONIC puertas lógicas,[8] electromecánicos recuerdos,[9] etc. PIEZOTRONIC dispositivos son considerados como una nueva categoría de dispositivo semiconductor. Es probable que tienen importantes aplicaciones en Piezotronics sensor, tecnología de silicio humanos interfaces, MEMS, nanorrobótica y electrónica flexible activa.

Mecanismo

Mecanismo para dispositivos piezoeléctricos con uno de los extremos del material piezoeléctrico de trabajo es fijo. La distribución de piezopotential inducida es similar a la tensión aplicada puerta en un tradicional transistor de efecto de campo, como se muestra en (b).
Esquema mostrando el acoplamiento de tres vías entre piezoelectricidad, photoexcitation y semiconductor.

Debido a la no-central simetría en materiales tales como la Wurtzita estructurado ZnO, GaN y InN, se crea un piezopotential en la cristal mediante la aplicación de un estrés. Debido a la posesión simultánea de piezoelectricidad y semiconductor propiedades, el piezopotential creado en el cristal tiene un fuerte efecto sobre el proceso de transporte del transportista. En general, la construcción de los dispositivos básicos piezotronic puede dividirse en dos categorías. Aquí utilizamos los nanocables como el ejemplo. El primer tipo es que el piezoeléctrico nanocable fue puesto en un substrato flexible con dos extremos fijados por los electrodos. En este caso, cuando el sustrato está doblado, el nanocable será puramente estirado o comprimido. Piezopotential será presentado a lo largo de su eje. Va a modificar el campo eléctrico o el Barrera Schottky Altura (SB) en el área de contacto. La piezopotential positiva inducida en un extremo reducirá la altura SB, mientras que el piezopotential negativo en el otro extremo lo aumentará. Así se modificará las propiedades de transporte eléctrico. El segundo que tipo de dispositivo piezotronic es que un extremo de la nanocable se fija con electrodo, mientras que el otro extremo está libre. En este caso, cuando una fuerza es aplicada en el extremo libre de la nanocable a doblar, la distribución de piezopotential será perpendicular al eje de la nanocable. El campo introducido piezoeléctrico es perpendicular a la dirección de transporte de electrones, como aplicar una voltaje de la puerta en el tradicional transistor de efecto de campo. Así también se modificará las propiedades de transporte de electrones. Los materiales para piezotronics deben ser semiconductores piezoeléctricos,[10] como ZnO, GaN y pensión. Acoplamiento de tres vías entre piezoelectricidad, semiconductores y photoexcitation es la base de piezotronics (acoplamiento de la piezoelectricidad-semiconductor), piezophotonics (acoplamiento de la excitación del piezoeléctrico-fotón), optoelectrónica, y piezophototronics (la piezoelectricidad-semiconductores-photoexcitation). El núcleo de estos acoplamiento depende de la piezopotential creado por los materiales piezoeléctricos.[11]

Referencias

  1. ^ Downie, Neil una (2006). Explosión disco cañones, Slimemobiles y 32 otros proyectos para la ciencia del sábado. Johns Hopkins University Press. p. 133-145. ISBN0-8018-8506-X.
  2. ^ [1] Zhong Lin Wang, "Nanopiezotronics", materiales avanzados, 2007, 19, 889-892.
  3. ^ [2] Xudong Wang, Jun Zhou, Jinhui Song, Liu Jin, Xu Ningsheng y Zhong Lin Wang, "piezoeléctrico Field Effect Transistor y Nanoforce Sensor basado en un solo nanocable ZnO, Nano Letters, 2006, 6, 2768-2772.
  4. ^ [3] Jr-Hau, Cheng-Lun Hsin, Liu Jin, Lih-Juann Chen y Zhong Lin Wang, "Piezoeléctrico diodo cerrado de un solo nanocable ZnO", adelantó materiales, 2007, 19, 781-784.
  5. ^ [4] Jun Zhou, Yudong Gu, Peng Fei, Wenjie Mai, Gao Yifan, Rusen Yang, de la cuadrilla Bao y Zhong Lin Wang, "Sensor de tensión Piezotronic Flexible", Nano Letters, 2008, 8, 3035-3040.
  6. ^ [5] Peng Fei, Yeh Ping-Hung, Jun Zhou, Sheng Xu, Gao Yifan, Jinhui Song, Yudong Gu, Yanyi Huang y Zhong Lin Wang, "Potencial piezoeléctrico cerrada Field - Effect Transistor basado en un alambre de ZnO Free-Standing", Nano Letters, 2009, 9, 3435-3439.
  7. ^ [6] Weihua Liu, Minbaek Lee, Ding Lei, Liu Jie y Zhong Lin Wang, "Piezopotential Country nanocable-nanotubos híbrido Field-Effect Transistor", Nano Letters, 2010, 10, 3084-3089.
  8. ^ [7] Wenzhuo Wu Yaguang Wei, Zhong Lin Wang, "Strain-Gated Piezotronic lógica nanodispositivos", materiales avanzados, 2010, 22, 4711-4715.
  9. ^ [8] Wenzhuo Wu y Zhong Lin Wang, "Piezotronic base de nanocable resistiva interruptores como memorias programables electromecánicos", Nano Letters, 2011, 11, 2779-2785.
  10. ^ [9] Zhong Lin Wang "Piezopotential Country nanocable dispositivos: Piezotronics y Piezo-phototronics", Nano hoy, 5 (2010) 540-552.
  11. ^ [10] Zhong Lin Wang "Piezopotential Country nanocable dispositivos: Piezotronics y Piezo-phototronics", Nano hoy, 5 (2010) 540-552.

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