基于扫描探针显微镜的减氧石墨烯量子输运与分子感知
介观与纳米尺度物理
2025-09-17 v2 材料科学
强关联电子
量子物理
摘要
我们报道了结合扫描探针显微镜和电测量，以探索减氧石墨烯(rGO)器件中局部电子输运。我们演示了通过带导电原子力显微镜(AFM) tip 施加的electrostatic potential可显著调控这些材料中的量子输运。扫描栅显微镜(SGM)显示出明确的p型响应，即局部加压调制了源漏电流；而扫描阻抗显微镜(SIM)则指示了不同加压条件下费米能级的相应位移。所观察到的输运行为源于AFM tip 引起的费米能级位移以及缺陷介导的散射。这些结果表明，与杂质或结构缺陷相关的共振散射发挥核心作用，凸显了局部electrostatic potential对rGO导电性的强大影响。一致于这种electrostatic控制，器件亦显示出化学加压和感知现象：在暴露于电子抽离分子(丙酮)后，源漏电流可可逆地增加，随后在用空气冲洗后返回基线。持续15分钟的多次循环显示出可重复的幅度和恢复。我们采用简单输运模型估计了暴露后载流子密度约增加40%，这与电子接受性分析剂的p型掺杂相符。这些发现将纳米尺度的electrostatic控制与宏观尺度的感知性能联系起来，推进了对rGO输运机制的理解，并凸显了其在纳米电子器件、柔性化学传感器以及可调光电子器件方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2502.17783,
title = {Quantum Transport and Molecular Sensing in Reduced Graphene Oxide Measured with Scanning Probe Microscopy},
author = {Julian Sutaria and Cristian Staii},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.17783},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 4 figures