Stability evaluation of ZnO nanosheet based source-gated transistors

International audienc

Biomimetic-based output feedback for attitude stabilization of a flapping micro aerial vehicle

International audienceno abstrac

A facile hydrothermal approach for the density tunable growth of ZnO nanowires and their electrical characterizations

Abstract Controlling properties of one-dimensional (1D) semiconducting nanostructures is essential for the advancement of electronic devices. In this work, we present a low-temperature hydrothermal growth process enabling density control of aligned high aspect ratio ZnO nanowires (NWs) on seedless Au surface. A two order of magnitude change in ZnO NW density is demonstrated via careful control of the ammonium hydroxide concentration (NH4OH) in the solution. Based on the experimental observations, we further, hypothesized the growth mechanism leading to the density controlled growth of ZnO NWs. Moreover, the effect of NH4OH on the electrical properties of ZnO NWs, such as doping and field-effect mobility, is thoroughly investigated by fabricating single nanowire field-effect transistors. The electrical study shows the increase of free charge density while decrease of mobility in ZnO NWs with the increase of NH4OH concentration in the growth solution. These findings show that NH4OH can be used for simultaneous tuning of the NW density and electrical properties of the ZnO NWs grown by hydrothermal approach. The present work will guide the engineers and researchers to produce low-temperature density controlled aligned 1D ZnO NWs over wide range of substrates, including plastics, with tunable electrical properties

Photoluminescence Study of the Influence of Additive Ammonium Hydroxide in Hydrothermally Grown ZnO Nanowires

International audienceWe report the influence of ammonium hydroxide (NH4OH), as growth additive, on zinc oxide nanomaterial through the optical response obtained by photoluminescence (PL). A low-temperature hydrothermal process is employed for the growth of ZnO nanowires (NWs) on seedless Au surface. A more than two order of magnitude change in ZnO NW density is demonstrated via careful addition of NH4OH in the growth solution. Further, we show by systematic experimental study and PL characterization data that the addition of NH4OH can degrade the optical response of ZnO NWs produced. The increase of growth solution basicity with the addition of NH4OH may slowly degrade the optical response of NWs by slowly etching its surfaces, increasing the point defects in ZnO NWs. The present study demonstrates the importance of growth nutrients to obtain quality controlled density tunable ZnO NWs on seedless conducting substrates

Parametric study of a thin piezoelectric cantilever for energy harvesting applications

International audienc

Single-crystalline ZnO sheet Source-Gated Transistors

Due to their fabrication simplicity, fully compatible with low-cost large-area device assembly strategies, source-gated transistors (SGTs) have received significant research attention in the area of high-performance electronics over large area low-cost substrates. While usually based on either amorphous or polycrystalline silicon (α-Si and poly-Si, respectively) thin-film technologies, the present work demonstrate the assembly of SGTs based on single-crystalline ZnO sheet (ZS) with asymmetric ohmic drain and Schottky source contacts. Electrical transport studies of the fabricated devices show excellent field-effect transport behaviour with abrupt drain current saturation (IDSSAT) at low drain voltages well below 2 V, even at very large gate voltages. The performance of a ZS based SGT is compared with a similar device with ohmic source contacts. The ZS SGT is found to exhibit much higher intrinsic gain, comparable on/off ratio and low off currents in the sub-picoamp range. This approach of device assembly may form the technological basis for highly efficient low-power analog and digital electronics using ZnO and/or other semiconducting nanomaterial

Evaluation of the performance of a piezoelectric nanowire-based composite microgenerator

International audienc

Evaluation of the performance of a piezoelectric nanowire-based composite microgenerator

International audienc

Influence des paramètres de synthèse sur la structure des nanofils de ZnO pour la fabrication de nanogénérateurs piézoélectriques

Actuellement, la recherche scientifique se focalise sur la miniaturisation et le développement de systèmes autonomes en énergie. De ce fait, des récupérateurs d’énergie directement intégrés sur des batteries, tels que les nanogénérateurs piézoélectriques (NGs) fabriqués à partir de nanofils (NFs) d’oxyde de zinc (ZnO), sont apparus ces dernières années comme une solution à fort potentiel, ceci essentiellement grâce à une croissance des NFs par synthèse aqueuse, une méthode peu coûteuse et industrialisable à grande échelle [1] . Les paramètres de synthèse doivent alors être choisis afin de limiter les défauts dans le matériau, responsables d’une importante diminution des performances du dispositif [2] . L’objectif de cette communication est de comparer deux méthodes de synthèse par voie aqueuse et de voir leur influence sur la quantité de défauts dans les nanofils de ZnO, ainsi que la corrélation avec l’énergie récupérée par un NG. La méthode de croissance, notée A, est présentée en détail dans [3] . La méthode de croissance B a pour principale différence l’ajout d’une plus grande concentration d’ammoniaque [4] , ainsi que le chauffage qui se fait par bain d’huile, et la croissance qui s’effectue sur une couche d’ensemencement de ZnO. Des mesures par photoluminescence (PL) (Fig. 1a.) effectuées sur des NFs de même longueur ont permis d’identifier une quantité moindre de défauts par la méthode A. Le rapport d’intensité des pics UV/visible, représentatif de la quantité de défauts [5] , vaut 2.10-² pour la méthode A, contre 3.10-3 pour la B. Parmi les hypothèses avancées pour tenter d’expliquer ce résultat : la vitesse de croissance beaucoup plus rapide (25-50 nm/min pour B contre 3 nm/min pour A), pourrait impacter la cristallisation et la structure des nanofils. Le pH du milieu, très basique pour la méthode B (>11,5), pourrait également dégrader les NFs en croissance [6] . Afin de vérifier l’influence des méthodes de croissance sur les propriétés du ZnO, des NGs ont été fabriqués [3] (Fig. 1b.) et caractérisés électriquement à faible force (3N) sur le même banc de test. Les résultats présentés Fig. 1c montrent qu’actuellement les NGs obtenus avec la méthode A donnent une puissance maximale 1,5 fois plus grande que ceux obtenus selon la méthode B

Single-crystalline ZnO sheet Source-Gated Transistors

International audienceDue to their fabrication simplicity, fully compatible with low-cost large-area device assembly strategies, source-gated transistors (SGTs) have received significant research attention in the area of high-performance electronics over large area low-cost substrates. While usually based on either amorphous or polycrystalline silicon (α-Si and poly-Si, respectively) thin-film technologies, the present work demonstrate the assembly of SGTs based on single-crystalline ZnO sheet (ZS) with asymmetric ohmic drain and Schottky source contacts. Electrical transport studies of the fabricated devices show excellent field-effect transport behaviour with abrupt drain current saturation (IDSSAT) at low drain voltages well below 2 V, even at very large gate voltages. The performance of a ZS based SGT is compared with a similar device with ohmic source contacts. The ZS SGT is found to exhibit much higher intrinsic gain, comparable on/off ratio and low off currents in the sub-picoamp range. This approach of device assembly may form the technological basis for highly efficient low-power analog and digital electronics using ZnO and/or other semiconducting nanomaterial