石墨烯晶体管的器件化学
材料科学
2019-06-14 v1
摘要
鉴于高迁移率、高工作频率和良好稳定性等优良电学特性，石墨烯是微电子应用中有吸引力的材料。若要在大规模电子器件中实现石墨烯，则必须兼容现有半导体工业制造工艺。遗憾的是，此类加工会给石墨烯引入缺陷与杂质，导致载流子散射和掺杂水平变化。散射造成电学性能退化，包括迁移率降低与狄拉克点偏移。本文中，我们综述了减轻石墨烯器件中带电杂质与缺陷影响的方法。使用氟聚合物等覆盖层，已证明石墨烯 FET 的迁移率、开关比和狄拉克点电压得到统计显著的改善。这些效应还可逆，并可归因于覆盖层中高度极性基团的存在，如氟聚合物中的碳-氟键，其作用于静电屏蔽石墨烯中或近旁的带电杂质与缺陷。在其他实验中，石墨烯 FET 在环境中暴露于气相极性有机分子。这导致电学特性显著改善，且狄拉克点改善幅度随所递送分子类型的偶极矩而缩放。计算得杂质在石墨烯片平面内产生的势分布被极性分子的存在显著削弱。我们给出有力证据：引入石墨烯 FET 表面的覆盖层极性本质或极性蒸气分子，作用于减轻带电杂质/缺陷的有害效应。
引用
@article{arxiv.1906.05734,
title = {Device Chemistry of Graphene Transistors},
author = {B. C. Worley and S. Kim and T. J. Ha and S. Park and R. Haws and P. Rossky and D. Akinwande and A. Dodabalapur},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.05734},
year = {2019}
}