工业加工条件下晶圆级鲁棒的石墨烯电子器件
材料科学
2025-01-23 v1 应用物理
摘要
对于商用级电子器件，需要稳定的结构以确保较长的器件寿命。当此类器件包含石墨烯等纳米材料时，这些材料能够耐受工业加工和恶劣环境至关重要。在含水的环境中，石墨烯剥离是一个众所周知的缺陷，因为水分子嵌入及随后的剥离在水溶液特别是碱性溶液中极易发生。这一局限性使得石墨烯与半导体行业中的关键晶圆加工步骤不兼容。在本工作中，通过简便的两步法合成了共价芘基附着层。在{\pi}-{\pi}相互作用下，石墨烯与硅晶圆的附着在类似苛刻工艺的条件下（即酸性和碱性溶液、多种有机溶剂以及超声处理）得以保持。此外，在4英寸硅晶圆上，这些器件的测量良率可达99.7%，且器件间的电子性能具有可重复性。我们的结果表明，用附着层对硅晶圆进行直接功能化可直接应用于工业级制造工艺，从而获得经久耐用的鲁棒石墨烯场效应器件。
引用
@article{arxiv.2501.12963,
title = {Wafer-scale robust graphene electronics under industrial processing conditions},
author = {E. P. van Geest and B. Can and M. Makurat and C. Maheu and H. Sezen and M. D. Barnes and D. Bijl and M. Buscema and S. Shankar and D. J. Wehenkel and R. van Rijn and J. P. Hofmann and J. M. van Ruitenbeek and G. F. Schneider},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.12963},
year = {2025}
}