氮化硼-石墨烯异质结构中的负微分电阻：物理机制与尺寸标度分析
介观与纳米尺度物理
2015-06-30 v1
摘要
六方氮化硼(hBN)作为绝缘体和衬底材料，在开发下一代基于石墨烯的电子器件方面正受到越来越多的关注。本文中，我们研究了由夹在石墨烯纳米带电极之间、厚度为几个原子层的 hBN 薄膜构成的异质结构中的量子输运。我们展示了一款栅极可控的垂直晶体管，其表现出具有多个共振峰的强负微分电阻(NDR)效应，且这些峰在各种器件尺寸下均保持显著。我们在同一器件中发现两种不同的、导致 NDR 的机制，取决于栅极和所加偏压。第一种机制的起源是 Fabry-P\'e 类干涉，第二种机制的起源是当电极的狄拉克点对齐时的面内波矢匹配。hBN 层可在电流-电压特性中引入不对称性，该不对称性可进一步被外加偏压调制。我们发现电子-声子散射引入退相干，从而抑制第一种机制，而第二种机制相对不受影响。我们还表明 NDR 特征可通过改变器件尺寸来调节。具有多个共振峰的 NDR 特征，加上超快隧穿速度，为石墨烯-hBN-石墨烯异质结构在高性能电子学中的应用提供了前景。
引用
@article{arxiv.1506.08207,
title = {Negative Differential Resistance in Boron Nitride Graphene Heterostructures: Physical Mechanisms and Size Scaling Analysis},
author = {Y. Zhao and Z. Wan and X. Xu and S. R. Patil and U. Hetmaniuk and M. P. Anantram},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.08207},
year = {2015}
}