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法国斯特拉斯堡大学–通过纳米厚度分子层诱导ad hoc静电来调控石墨烯晶体管

这里,报道了关于如何调制石墨烯晶体管的电学性质,这反映了由2D材料和SiO2介电基板之间夹层偶极分子组成的纳米厚度层的性质。由于电场处于低温度,偶极分子中超分子指令程度度部分提高,在晶体管的转移曲线中出现了滞后现象可以解释这一现象。用源于相同的族和适当设计的分子与电介质表面相互作用,滞后现象消失。 DFT计算证实,通过外部电场修饰的分子表现出多个能量最小值,这一情况解释了观察到的热稳定电容耦合作用。这项研究表明了设计和开发ad-hoc分子作为介电基板和石墨烯之间的中间层,是一个强有力的工具用于调控2D材料的电学特性。相反,石墨烯可以用作分子层稳定性的指标,通过深入了解偶极分子在电闸效应下的指令动力学。

法国斯特拉斯堡大学--通过纳米厚度分子层诱导ad hoc静电来调控石墨烯晶体管

Figure 1. 样品设计:(a)石墨烯-分子层装置,(b)传统装置的光学照片。

法国斯特拉斯堡大学--通过纳米厚度分子层诱导ad hoc静电来调控石墨烯晶体管

Figure 2.(a)分子1,2,3分别在SiO2基板上的N 1s XPS谱,(b)分子1,2,3分别在SiO2基板上的Si 2p XPS谱。

法国斯特拉斯堡大学--通过纳米厚度分子层诱导ad hoc静电来调控石墨烯晶体管

Figure 3. CVD石墨烯转移到SiO2装置上的晶体管转移曲线:(a)样品转移到空白SiO2基板上,在室温下测量,(b-d)基板被QZW分子层覆盖,此时组成装置的转移曲线(分子1,2,3先后向石墨烯转移)。

法国斯特拉斯堡大学--通过纳米厚度分子层诱导ad hoc静电来调控石墨烯晶体管

Figure 4. 石墨烯层在分子1上的阻抗随着时间的演变图。

法国斯特拉斯堡大学--通过纳米厚度分子层诱导ad hoc静电来调控石墨烯晶体管

Figure 5. 在施加电场下SiO2上的QZW分子由于旋转导致偶极子演变。

该研究工作由法国斯特拉斯堡大学的Ather Mahmood等人于2019年发表在Nanoscale期刊上。原文:Tuning graphene transistors through ad hoc electrostatics induced by a nanometer-thick molecular underlayer(DOI: 10.1039/C9NR06407A)。

本文来自石墨烯杂志,本文观点不代表利特纳米立场,转载请联系原作者。

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