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title: Zinc OxideBased ThinFilm Transistor Experiments, Episode I
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- survey
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- semiconductor
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https://www.andaquartergetsyoucoffee.com/wp/wp-content/uploads/2009/05/zinc-oxide-experiments-i.pdf
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## 日本語訳
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(翻訳はほぼDeepLによる)
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2ヶ月ほど前、私は最終的に機能的な自家製薄膜電界効果トランジスタ（FET）を作ることを目標に、酸化亜鉛ベースの薄膜の実験を始めた。本当にトランジスタと呼べるようなデバイスはまだ作っていないが、自家製の酸化亜鉛ベースの薄膜を使って電界効果を実証していると思われるデバイスをいくつか作った。
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これらのデバイスのひとつと機能する薄膜トランジスタとの違いは、種類ではなく程度の違いだと私は信じている。
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これらの実験は、さまざまな情報源から得た情報に基づいている。[[Scientific American 1970年6月号]]の「アマチュア・サイエンティスト」欄には、[[Roger baker]]が製作した硫化カドミウム・ベースの装置が紹介されている。
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[[B. Norris]]（オレゴン州立大学）の学位論文には、酸化亜鉛薄膜を製造するためのほとんどの情報が記載されている。 さらに、ウェブ上には他にも多くの論文があり、その多くが有用で興味深い詳細を提供して いる。
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図1は酸化亜鉛薄膜デバイスの一例です。この特定のデバイスを作成するために使用されたプロセスは、7ページの「液体誘電体デバイスの作成に使用された手順」と題されたセクションに文書化されています。酸化亜鉛薄膜が不細工で不均一なのは、顕微鏡スライド上に前駆体溶液を分配するために使用された簡略化された方法によるところが大きい。しかし、電界効果を実証するには十分である。スライドを細かく切り刻むのではなく、複数のソース／ドレイン・コンタクトを同じスライド上に構築した。これは、酸化亜鉛膜の抵抗率が非常に高いため、少なくともこれまでに作られた限られたデバイスではうまくいった。左から数えて最初のペアは、短絡されているので役に立たない。2番目のペアは、接着剤ベースの誘電体で構成されたテスト・デバイスとして使用されており、図3が生成されたデータはこの特定のデバイスから得られたものである。
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自家製液状ポリマー誘電デバイス
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私は[[Roger Baker]]が説明したような装置を作ろうと時間をかけてきた。彼が説明した装置からの最も大きな変更点は、硫化カドミウムの代わりに酸化亜鉛または酸化亜鉛スズを使用したことである。その他の元記事からの変更点は、ビニールセメントの代わりにHelping Hand Household Adhesiveやその他の液体ポリマーを使用したことと、インジウ ムのソースとドレインの接点の代わりにカーボンベースの導電性接着剤（Anders Products社 製の「Wire Glue」）を使用したことである。導電性インクや接着剤であれば、フィルムに密着し、適度に低抵抗の接続を作ることができる限り、どのようなものでも機能すると思います。ヘルピング・ハンド接着剤に関する情報は、容器に印刷されているものだけで、アセトン、メチルエチルケトン、フタル酸ジブチルが含まれています。ベイカーが説明したデバイスをモデルにして、上記の部品を使用したデバイスを作ろうとした私の初期の試みは、すべて失敗に終わった。9ページの「テスト回路」セクションにあるテスト回路を使用しても、ゲート電圧を変化させてもデバイスのドレインに流れる電流（Id ）に変化が見られないか、さもなければIdの変化は電圧変化の逆数であった（つまり、ゲート電圧を上げるとIdは減少し、その逆は、少なくともデバイスのゲートリーク電流が大きい場合には、抵抗効果と容量効果によって完全に説明できる効果であった）。ある時点で、接着剤のゲート誘電体が完全に乾く前にデバイスの実験を始め、接着剤が完全に硬化する前に 、Idがゲート電圧と同じ方向に変化することを発見しました（つまり、ゲート電圧が増加するとIdが増加し、その逆も同様です）。これは純粋に受動的な抵抗効果や容量効果だけでは説明できず、電界効果の実証であると私は考えている。
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図2は、私が製作したほとんどのデバイスの一般的な構造を示す概略断面図である。ゲートが
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ページ 4の
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19
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誘電体の上にある明確な領域でないことを除けば、基本的にロジャー・ベイカーが説明した設
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計です。むしろ、テスト回路のゲート抵抗をデバイスに接続するために使用するワイヤーは、
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単に誘電体に刺さっているだけです。デバイスが液体誘電体を使って作られている限り、これ
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はそれなりにうまく機能し、ゲートがソースやドレイン、半導体層とショートする可能性を劇
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的に減らすことができる。私は、誘電体が液体またはゲル化した状態でなければ機能するトッ
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プゲート・タイプの設計を構築することができませんでした。事実上、ポリマーはゲートと誘
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電体の両方の役割を果たしているようです。ベイカー氏の論文を読んでも、彼のデバイスに同
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じ制限があるかどうかは判断できなかった。
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図3（下）は、製作直後のデバイスの動作を示すグラフである。ゲート抵抗の電圧」と表示さ
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れたトレースは、経時的にゲートに印加される電圧を示すため、事後に手動で追加したもの
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である。そのため、Id トレースに対する変化のタイミングは、数秒程度しか正確ではありませ
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ん。Id A "と表示されたトレースは、同じ時間のデバイスのドレインへの電流を示す。 |