透明石墨烯纳米电容器中的反光电效应

超薄介电膜的电子性质持续受到广泛关注，因其在场效应晶体管与存储元件等多种电子器件中发挥重要作用。晶体管中栅极氧化物的绝缘性质是限制摩尔定律的关键因素。绝缘膜的介电击穿强度限制了纳米电容器可存储的能量。纳米尺度绝缘势垒中电流的起源仍未被解释。在此，我们提出一种光学透明的 Al-Al2O3-石墨烯纳米电容器，适用于在高电场与光照下研究校准纳米尺度介电膜中的电子输运。可控的光子流提供了额外有力探测手段，有助于破解这些高质量绝缘膜中电导之谜。介电氧化铝 Al2O3 通过原子层沉积技术制备。利用该器件我们观察到光子辅助场发射效应，其中有效势垒高度降低了等于光子能量的量。我们的主要发现是一种反光电效应。即，在足够高的偏置电压下，通过介电膜的电流随光强增大而减小。此外，更高光子能量与更强的电流减小相关。为解释该反光电效应，我们提出一个基于如下猜想的定性模型：电子泄漏进入介电体并形成带电沙堆状分支结构，其促进输运，并可被光分散。