原子级工程化石墨烯纳米带场效应晶体管中量子点的可控形成
介观与纳米尺度物理
2019-12-24 v1
摘要
石墨烯纳米带（GNRs）作为一类新兴的量子设计材料，引起了全球研究人员的浓厚兴趣。其在电子应用中面临的主要挑战包括可靠接触（受其微小尺寸<制约）以及器件集成时物理性质的保持。在这项实验与理论相结合的研究中，我们报道了集成于器件结构中的原子级精确GNRs的量子点（QD）行为。器件由转移至具有亚5纳米纳米间隙的石墨烯电极上的对齐5原子宽GNRs（5-AGNRs）薄膜构成。我们证明窄带隙5-AGNRs呈现类金属行为，在室温低偏压下产生线性IV曲线，而在150 K以下温度呈现单电子晶体管行为。通过在13 K下对分子能级进行谱学测量，我们获得200-300 meV范围内的加成能。DFT计算预测了相近的加成能，并揭示当考虑5-AGNRs的有限长度时，在无限长纳米带带隙内存在两个电子态。通过输运谱学证明器件集成时5-AGNRs电子性质的保持，我们的研究在实现更奇异的基于GNRs的纳米电子器件方面迈出了关键一步。
引用
@article{arxiv.1912.10712,
title = {Controlled quantum dot formation in atomically engineered graphene nanoribbons field-effect transistors},
author = {Maria El Abbassi and Mickael Perrin and Gabriela Borin Barin and Sara Sangtarash and Jan Overbeck and Oliver Braun and Colin Lambert and Qiang Sun and Thorsten Prechtl and Akimitsu Narita and Klaus Mullen and Pascal Ruffieux and Hatef Sadeghi and Roman Fasel and Michel Calame},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.10712},
year = {2019}
}
备注
18 pages, 5 figures