Việc sản xuất được transistor loại n rất quan trọng về mặt kĩ thuật vì nĩ cho phép chế tạo ra các linh kiện và mạch lơgic dựa trên ống nanơ. Transistor ống nanơ loại n cổng sau cĩ thể tạo ra bằng cách pha tạp ống nanơ với hơi Kali. Cơ chế được mơ tả như sau: điện tử chuyển từ những phân tử
kali đã bị hấp thu đến ống nanơ cĩ thể dịch mức Fermi của ống từ rìa vùng hố trị sang rìa vùng dẫn. Từđĩ dẫn đến quá trình đảo ngược chất pha tạp từ
loại p thành loại n [20]. Hình 2.9 cho thấy sơđồ thiết lập quá trình pha tạp và cho kết quảđặc trưng dịng thế I-V.
Hình 2.9. a) Sơ đồ khối của quá trình pha tạp kali.
b) Đặc trưng dịng thế của ống nanơ pha tạp kali cho thấy các đặc điểm của một CNTFET loại n.
Theo Derycke, sự chuyển loại CNTFET từ p sang n cĩ thể thực hiện
được hoặc bằng cách pha tạp bề mặt ống với các kim loại kiềm hoặc đơn giản là nung linh kiện trong chân khơng hay trong khí trơ. Quá trình nung trong chân khơng sẽ loại bỏđược khí oxy bị hấp thu và làm thay đổi chiều cao rào Schottky tại các mối nối. Ngược lại, quá trình pha tạp làm thay đổi độ dày rào và tạo ra sự dịch chuyển đáng kể về thế ngưỡng của linh kiện. Sự chuyển ngược từ loại n sang loại p hồn tồn cĩ thể thực hiện được với các tầng lưỡng cực.
Linh kiện cổng đỉnh loại n minh họa ở hình 2.9 (a) đạt được nhờ bước nung trước khi cho lắng đọng tấm lưỡng cực cổng. Dùng nhiệt trong mơi trường kiềm nhằm loại bỏ oxy ở vùng cĩ mối nối nguồn và máng sẽ làm dịch mức Fermi tại các điểm nối và làm hạ thấp đáng kể rào cho điện tử đi qua (đặc trưng của loại n). Tấm mỏng oxit bảo vệ ống nanơ tránh khỏi các khí bên ngồi mơi trường và giữ cho linh kiện loại n được ổn định.
Nếu một CNTFET cĩ tấm mỏng bảo vệ bằng chất SiO2 được nung trong chân khơng hoặc trong mơi trường kiềm thì linh kiện loại p ban đầu sẽ
dần chuyển thành FET lưỡng cực. Linh kiện loại này phụ thuộc vào tín hiệu của thế cổng VG và hoạt động như chuyển mạch cho điện tử và lỗ trống. Những transistor lưỡng cực này hoạt động ổn định trong khơng khí và cho thấy đường cong I-VDS ở cả quá trình tích lũy lỗ trống lẫn trong chếđộ đảo ngược.
Khơng giống những linh kiện chuyển mạch Si trước đây, quá trình chuyển mạch trong các CNTFET cĩ thể tăng lên nhiều hơn phụ thuộc vào
đường kính của CNT, bản chất và cấu hình của điện cực kim loại, điện mơi, chất điện mơi cổng, và cấu trúc hình học của linh kiện. Điện tích chuyển qua tại giao diện kim loại-CNT cho phép ta nghĩ đến mơ hình rào Schottky. Rào Schottky 1D mỏng hơn so với rào cùng loại trong khơng gian 3 chiều. Độ lớn
của rào Schottky được xác định bằng độ rộng vùng cấm của CNT (∼ 1/d).
Đường kính CNT càng lớn thì rào Schottky sẽ càng nhỏ. Vì cĩ liên quan đến quá trình xuyên hầm và phát nhiệt khi thêm phần tử mang tại các cực nên sự
phụ thuộc của dịng khi hoạt động qua transistor vào đường kính CNT là rất lớn (tỉ lệ theo hàm mũ) như hình 2.10. Do vậy, việc kiểm sốt được đường kính của ống là rất quan trọng.
Hình 2.10. Dịng hoạt động trên CNTFET (trục bên trái) và chiều cao SB (trục bên phải) là hàm theo đường kính CNT với cực nguồn máng là Pd, Ti và Al.