光充电石墨烯边缘的电子成像与动力学

基于石墨烯边缘的一维侧栅器显示出显著的降低场效应管道长度能力，进一步提高了半导体器件的集成密度。近似边缘处的纳米尺度电场分布提供了有效通道长度的物理极限，但在室温下仍缺乏其成像，这对于实际部署半导体器件至关重要。本文使用扫描氮空位（NV）显微镜来调查石墨烯边缘处的电场分布。获得了约 10 nm 空间分辨率的光充电漂浮石墨烯薄片的实空间扫描图，定量研究了由于电场 Stark 效应导致的 NV 自旋能级位移所引起的电边缘效应。由于石墨烯薄片与外部电源隔离，我们提出了一种基于光热电子效应的理论，以解释石墨烯电荷传递给带氧终止的金刚石探针（其附着有离乱的电荷陷阱）的机制。检测到的光热发射过程和发射电子的复合过程实时追踪。该研究为石墨烯基一维栅器和纳米尺度实空间成像的光电子学提供了新视角，同时为基于光电荷转移调控金刚石表面化学环境提供了一种新方法。