石墨烯量子点有助于制造单电子晶体管

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来自曼彻斯特大学,蔚山国家科学技术研究所和韩国科学技术研究所的科学家开发出一种新技术,该技术结合了平面和垂直异质结构的制造工艺,以组装基于石墨烯的单电子晶体管。

石墨烯量子点有助于制造单电子晶体管设备的原理图结构

在该研究中,证明了高质量的石墨烯量子点(GQD),无论它们是有序的还是随机分布的,都可以在单层六方氮化硼(hBN)基质中成功合成。在这里,当在整个结构通过加热处理时,在hBN层和支撑氧化硅(SiO 2)晶片之间分布的铂(Pt)纳米颗粒催化支持hBN层内的GQD的生长。甲烷气体(CH 4)。还表明,由于石墨烯和hBN具有相同的晶格结构(六边形)和小晶格失配(~1.5%),石墨烯岛在hBN中以钝化边缘状态生长,从而导致无缺陷的形成嵌入在hBN单层中的量子点。

这种平面异质结构通过标准干转移作为中间层结合到垂直隧道晶体管的常规结构中(Si / SiO 2 / hBN / Gr / hBN / GQDs / hBN / Gr / hBN;这里Gr指的是单层石墨烯和GQDs是指具有嵌入的石墨烯量子点的hBN层,通过隧道光谱在低温(3He,250mK)下进行研究。该研究表明,每个石墨烯量子点作为单独的单电子传输通道发生了库仑阻塞的成熟现象的表现。

“虽然我们的单电子晶体管的卓越品质可以用于未来电子产品的开发,”研究合着者解释说,HSE物理学院副教授,固态物理研究所研究员Davit Ghazaryan )。“从技术的角度来看,这项工作最有价值,因为它建议通过平面和范德华异质结构的组合研究各种材料物理性质的新平台。”


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