俘获于三维纳米多孔石墨烯网络中的 Dirac 费米子的电学性质

石墨烯作为一种极具前景的后硅电子学材料，为新颖的电学性质和器件应用开启了新范式。另一方面，石墨烯的二维特性使其在技术上难以被集成到具备足够处理器容量的三维晶体管中。尽管已有许多将二维石墨烯组装为三维结构的尝试，但在这些材料中，无质量 Dirac 费米子的特性无法为晶体管应用而得到良好保持。本文中，我们利用三维纳米多孔石墨烯报道了一种高性能石墨烯晶体管，该结构由互连的单层石墨烯片和宽敞的开放孔隙组成，通过注入离子液体并施加电场来实现可调电子态。该三维纳米多孔石墨烯晶体管具有 5000-7500 cm$^2$V$^{-1}$s$^{-1}$ 的高载流子迁移率，其电导和电容比二维石墨烯器件高出两到三个数量级，同时保持了 Dirac 锥的双极性电子特性。此外，含 Dirac 费米子的三维石墨烯网络在很宽的栅压范围内表现出独特的非线性霍尔电阻。高质量的三维纳米多孔石墨烯 EDLT 可能开辟一个在三维网络结构中利用 Dirac 费米子进行各种基础与实际应用的新领域。