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Adv. Funct. Mater.:自下向上合成的纳米多孔石墨烯晶体管

来源:石墨烯联盟|

发表时间:2021-08-27

点击:3618

纳米多孔石墨烯(NPG)可以表现出均匀的电子带隙和合理设计的新兴电子特性,当以原子精度合成时,有望用于场效应晶体管(FET)等电子器件。为石墨烯纳米带(GNR)开发的自下而上表面合成方法提供了NPG形成所需的原子精度,有望获得这些理想的性质。然而,迄今为止,自下而上合成NPG用于电子器件的潜力在很大程度上仍未得到探索。


有鉴于此,近日,美国加州大学伯克利分校Jeffrey Bokor等展示了基于自下而上合成的V型NPG(C-NPG)的FET,由横向连接的V型GNRs定义的有序纳米孔阵列组成。C-NPG FET显示出优异的开关性能,开关比超过104,这与C-NPG的结构质量密切相关。这些器件在空气中作为p型晶体管工作,而在真空下测量时观察到n型输运,这与气体或水汽的可逆吸附有关。还通过电子结构和输运计算对C-NPG中的电荷输运进行了理论分析,揭示了C-NPG中的强电导各向异性效应。本研究为石墨烯基高性能电子器件的设计提供了重要的见解,其中实现了弹道传导和传导各向异性,可用于逻辑应用,以及用于化学或生物检测的超灵敏传感器。


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图1. C-NPG的生长和结构鉴定。


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图2. 器件架构、输运和电学特性。


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图3. C-NPG中电荷输运的理论分析。


封面图来源图虫创意

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