Transistors à nanotube de carbone unique : propriétés dynamiques et électrons uniques

Single carbon nanotube transistor : dynamicals properties and single charge resolution

• Auteur / Autrice : Julien Chaste
• Direction : Bernard Plaçais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de la matière condensée
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Nanotube

Hautes fréquences

Transistor

Bruit électronique

Inductance

Grille recouvrante

Transconductance

Fréquence de coupure

Résumé

Cette thèse, effectuée au LPA par Julien Chaste, présente l’analyse dynamique d’un transistor à effet de champ en nanotube de carbone (NT-FET) dans la perspective de mesurer la résolution de charge δqrms du NT-FET. La quantification des électrons dans le nanotube joue un rôle sur la limitation de la conductance, de la transconductance gm, de la capacité de grille Cg et en particulier sur la limitation de la fréquence de coupure ωt=gm/Cg par l’inductance cinétique du canal. Les deux montages expérimentaux, l’un à 300K et l’autre à 4K, ainsi que la fabrication des NT-FET ont intégré des solutions efficaces au problème de désadaptation d’impédance et ont permis de mesurer la transmission entre 0,1 et 1,6GHz ainsi que gm,Cg et ωt. Des fréquences ωt =50GHz ont même été mesurées. De plus, la coloration du bruit (0,2-0,8GHz) du transistor à 4K a été déterminée. Le bruit mesuré en mode ouvert est d'origine poissonienne (F=1) et montre des effets de saturation dues aux phonons optiques. L’ensemble de ce travail a prouvé que le δqrms du NT-FET est suffisant pour détecter des charges uniques en une nanoseconde