具有高磁场灵敏度的栅极可调石墨烯霍尔传感器
介观与纳米尺度物理
2020-08-21 v1 应用物理
摘要
固态磁场传感器对现代电子学与基础材料科学均十分重要。许多此类传感器仅在有限的温度和背景磁场范围内保持高灵敏度,而霍尔效应传感器原则上能在宽泛的此类条件下工作。在此,我们制备并表征了微米级石墨烯霍尔传感器,展示了从液氦到室温、以及在高达数特斯拉背景磁场下均具有高磁场灵敏度。通过静电栅极调节载流子密度,我们针对不同的工作条件优化了磁场灵敏度。根据1 kHz下霍尔系数与霍尔电压噪声的测量,我们估算出在4.2 K时最佳磁场灵敏度为80 nT Hz,室温下为700 nT Hz,在4.2 K、3 T背景磁场下为3 T Hz。我们的器件在室温下与现有最佳霍尔传感器技术性能相当,在4.2 K下优于文献中报道的任何霍尔传感器,并首次在几特斯拉外加磁场下展示了高灵敏度。
引用
@article{arxiv.1912.12678,
title = {Gate-Tunable Graphene Hall Sensors with High Magnetic Field Sensitivity},
author = {Brian T. Schaefer and Lei Wang and Alexander Jarjour and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Paul L. McEuen and Katja C. Nowack},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.12678},
year = {2020}
}