InSb 纳米片/hBN/石墨异质结构器件的制备与表征

制备了半导体 InSb 纳米片/六方氮化硼（hBN）/石墨三层结构，并实现和表征了由该三层结构制成的单栅与双栅器件。三层器件中所用的 InSb 纳米片为外延生长、自支撑的闪锌矿晶体，横向尺寸达微米级。hBN 与石墨薄片通过剥离获得。每个三层结构均利用自制对准堆叠/转移装置，依次将 InSb 纳米片堆叠于 hBN 薄片上、再堆叠于石墨薄片上制成。所制备的单栅与双栅器件通过电学及/或磁输运测量进行表征。在所有这些器件中，石墨与 hBN 薄片被用作底栅与栅介质。对一个制备的单底栅场效应器件的测量表明，该器件中的 InSb 纳米片在 1.9 K 下具有约 7300 cm$^2$V$^{-1}$s$^{-1}$ 的电子场效应迁移率以及约 0.05 V 的低栅滞回。对一个双栅霍尔条器件的测量显示，顶栅与底栅均对 InSb 纳米片沟道表现出强电容耦合，从而可有效调控纳米片沟道电导。在面电子密度约 6.1$\times$10$^{11}$ cm$^{-2}$、1.9 K 下，霍尔条器件中 InSb 纳米片的电子霍尔迁移率被提取为大于 1.1$\times$10$^4$ cm$^2$V$^{-1}$s$^{-1}$，因此该器件呈现出清晰的 Shubnikov-de Haas 振荡。