通过 NV 磁测量学成像可扩展石墨烯器件中的电流流动与注入
介观与纳米尺度物理
2025-02-18 v1 材料科学
应用物理
仪器与探测器
量子物理
摘要
固态器件的全局电子特性受到载流子微观空间路径的强烈影响。通过可扩展工艺生产的新型器件中可视化这些路径，将提供一种能够推动器件性能指标走向商业应用的质量评估方法。在此，我们使用高分辨率氮空位（NV）磁测量学来可视化金接触单层石墨烯器件中的电荷流动，这些器件通过可扩展方法制造。通过场效应调节多数载流子类型，揭示了电子和空穴区域之间空间电流分布的强不对称性，我们将其归因于传统测量技术无法触及的非均匀微观势分布。此外，我们观察到在名义上相同的金-石墨烯接触之间电荷流动存在巨大且意外的差异。此外，我们发现电流在到达金属接触边缘之前数微米处即已进入石墨烯。我们的发现确立了高分辨率 NV 磁测量学作为表征基于可扩展二维材料器件的关键工具，揭示了材料、基底和电接触中传统方法不可见的质量缺陷。
引用
@article{arxiv.2502.11076,
title = {Imaging current flow and injection in scalable graphene devices through NV-magnetometry},
author = {Kaj Dockx and Michele Buscema and Saravana Kumar and Tijmen van Ree and Abbas Mohtashami and Leon van Dooren and Gabriele Bulgarini and Richard van Rijn and Clara I. Osorio and Toeno van der Sar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.11076},
year = {2025}
}