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法國斯特拉斯堡大學(xué)--通過納米厚度分子層誘導(dǎo)ad hoc靜電來調(diào)控石墨烯晶體管
這里,報(bào)道了關(guān)于如何調(diào)制石墨烯晶體管的電學(xué)性質(zhì),這反映了由2D材料和SiO2介電基板之間夾層偶極分子組成的納米厚度層的性質(zhì)。由于電場處于低溫度,偶極分子中超分子指令程度度部分提高,在晶體管的轉(zhuǎn)移曲線中出現(xiàn)了滯后現(xiàn)象可以解釋這一現(xiàn)象。用源于相同的族和適當(dāng)設(shè)計(jì)的分子與電介質(zhì)表面相互作用,滯后現(xiàn)象消失。 DFT計(jì)算證實(shí),通過外部電場修飾的分子表現(xiàn)出多個(gè)能量最小值,這一情況解釋了觀察到的熱穩(wěn)定電容耦合作用。這項(xiàng)研究表明了設(shè)計(jì)和開發(fā)ad-hoc分子作為介電基板和石墨烯之間的中間層,是一個(gè)強(qiáng)有力的工具用于調(diào)控2D材料的電學(xué)特性。相反,石墨烯可以用作分子層穩(wěn)定性的指標(biāo),通過深入了解偶極分子在電閘效應(yīng)下的指令動力學(xué)。

Figure 1. 樣品設(shè)計(jì):(a)石墨烯-分子層裝置,(b)傳統(tǒng)裝置的光學(xué)照片。


Figure 2.(a)分子1,2,3分別在SiO2基板上的N 1s XPS譜,(b)分子1,2,3分別在SiO2基板上的Si 2p XPS譜。


Figure 3. CVD石墨烯轉(zhuǎn)移到SiO2裝置上的晶體管轉(zhuǎn)移曲線:(a)樣品轉(zhuǎn)移到空白SiO2基板上,在室溫下測量,(b-d)基板被QZW分子層覆蓋,此時(shí)組成裝置的轉(zhuǎn)移曲線(分子1,2,3先后向石墨烯轉(zhuǎn)移)。


Figure 4. 石墨烯層在分子1上的阻抗隨著時(shí)間的演變圖。


Figure 5. 在施加電場下SiO2上的QZW分子由于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致偶極子演變。
      該研究工作由法國斯特拉斯堡大學(xué)的Ather Mahmood等人于2019年發(fā)表在Nanoscale期刊上。原文:Tuning graphene transistors through ad hoc electrostatics induced by a nanometer-thick molecular underlayer(DOI: 10.1039/C9NR06407A)
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