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频率作为时钟:石墨烯晶体管动力学中的同步与本征恢复

介观与纳米尺度物理 2025-10-09 v2

摘要

石墨烯场效应晶体管(GFET)中的滞后和记忆效应为神经形态计算、传感和记忆应用提供了独特机会,但其物理起源仍存在争议,因为存在挥发性和非挥发性两种相互竞争的解释。在此,我们提出了一种统一的动力学模型,能够捕捉 GFET 在周期性栅压调制下响应的基本物理机制,同时考虑了本征弛豫过程和外驱动电荷转移。通过将非平衡载流子动力学建模为注入速率与再吸收速率之间的竞争,我们发现了两个不同的 regime:一个由本征、频率无关的弛豫所主导,另一个表现出频率锁定行为,其响应与外驱动相关联。这一区分解决了表观的非挥发性效应,并通过位移电流驱动的电荷注入解释了浮栅结构中的回线不变性。我们的框架预测了滞后回线形状、幅度和方向在广泛驱动条件下的演化,为解释实验结果和指导下一代石墨烯基电子系统的设计提供了一个多功能工具。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.08728,
  title  = {Frequency as a Clock: Synchronization and Intrinsic Recovery in Graphene Transistor Dynamics},
  author = {Victor Lopez-Richard and Igor Ricardo Filgueira e Silva and Gabriel L. Rodrigues and Rafael Furlan de Oliveira and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Alisson R. Cadore},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.08728},
  year   = {2025}
}

备注

9 pages, 5 figures