界面偶极层对石墨烯场效应晶体管性能的影响

石墨烯能带在费米能级附近的线性色散带来了其独特的电子特性，例如巨大的载流子迁移率，并引发了在石墨烯场效应晶体管（GFET）等应用中的广泛研究。然而，GFET 的器件性能通常远逊于预期。这被归因于石墨烯电子特性对周围界面的强烈依赖。此处我们研究石墨烯沟道与 SiO$_{2}$ 之间的界面，并借助光电子能谱显微术详细确定了该界面处的能带对齐过程。我们的结果表明，石墨烯的电子特性受到亲水性 SiO$_{2}$ 表面的调制，而不受疏水性表面的调制。通过将光电子能谱显微术与 GFET 输运特性表征相结合，我们证明了界面中反映 SiO$_{2}$ 表面电化学的偶极子的存在决定了 GFET 的器件性能。电阻相对栅电压的滞回随极性的变化归因于栅电压对偶极层的反转。这些数据为 GFET 器件优化铺平了道路。