ПОЛЬОВИЙ ТРАНЗИСТОР НА ОСНОВІ ВІДНОВЛЕНОГО ОКСИДУ ГРАФЕНУ

Igor Olenych

Анотація


У роботі створено графеновий польовий транзистор шляхом нанесення плівки відновленого оксиду графену (RGO) на поверхню шару SiO2 на кремнієвій підкладці. Електричні властивості одержаного польового транзистора на основі RGO досліджено в режимах постійного та змінного струму. Виявлено нелінійний характер залежності струму стоку від різниці потенціалів між контактами стік і витік. Досліджено комутаційні характеристики польового транзистора на основі RGO і виявлено лінійні ділянки залежності струму стоку від напруги затвору. На основі аналізу ВАХ і залежності опору RGO від напруги затвору встановлено значний вплив електрично активних дефектів у шарі SiO2 на процеси перенесення носіїв заряду в плівці RGO.

Ключові слова: графеновий польовий транзистор, відновлений оксид графену, вольт-амперна характеристика, комутаційна характеристика. 


Повний текст:

PDF

Посилання


  1. Chakraborty T. Graphene: a nanoscale quantum playing field // Physics in Canada. – 2006. – Vol. 63. – P. 351–354.
  2. Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V., Jiang D., Katsnelson M.I., Grigorieva I.V., Dubonos S.V., Firsov A.A. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene // Nature. – 2005 – Vol 438. – P. 197–200.
  3. Zhang Y., Tan Y.-W., Stormer H.L., Kim P. Experimental observation of quantum Hall effect and berry’s phase in graphene // Nature. – 2005. – Vol. 438. – P. 201–204.
  4. Fratini S., Guinea F. Substrate-limited electron dynamics in graphene // Physical Review B. 2008. – Vol. 77. – P. 195415.
  5. Bolotin K.I., Sikes K.J., Jiang Z., Klima M., Fudenberg G., Hone J., Kim P., Stormer H.L. Ultrahigh electron mobility in suspended graphene // Solid State Communications. – 2008. – Vol. 146. – P. 351.
  6. Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S.V., Grigorieva I.V., Firsov A.A. Electric field effect in atomically thin carbon films // Science. – 2004. – Vol. 306. – P. 666–669.
  7. Zhu Y., Murali S., Cai W., Li X., Suk J.W., Potts J.R., Ruoff R.S. Graphene and graphene oxide: synthesis, properties, and applications // Adv. Mater. – 2010. – Vol. 22. – P. 3906–3924.
  8. Hähnlein B., Händel B., Pezoldt J., Töpfer H., Granzner R., Schwierz F. Side-gate graphene field-effect transistors with high transconductance // Appl. Phys. Lett. – 2012. – Vol. 101. – P. 093504.
  9. Moon J.-S. Graphene Field-effect transistor for radio-frequency applications: review // Carbon Letters. – 2012. –Vol. 13. – P. 17–22.
  10. Xia F., Perebeinos V., Lin Y.-M., Wu Y., Avouris P. The origins and limits of metal-graphene junction resistance // Nature Nanotechnology. – 2011. – Vol. 6, no. 3. – P. 179–184.
  11. Geim A.K. Graphene: status and prospects // Science. – 2009. – Vol. 324. – P. 1530–1534.
  12. Shahil K.M.F., Balandin A.A. Thermal properties of graphene and multilayer graphene: Applications in thermal interface materials // Solid State Commun. – 2012. – Vol. 152. – P. 1331–1340.
  13. Xia F., Mueller T., Lin Y.-M., Valdes-Garcia A., Avouris P. Ultrafast graphene photodetector // Nature nanotechnology. – 2009. – Vol. 4. – P. 839–843.
  14. Kim K.S., Zhao Y., Jang H., Lee S.Y., Kim J.M., Kim K.S., Ahn J.-H., Kim P., Choi J.-Y., Hong B.H. Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes // Nature. – 2009. – Vol. 457. – P. 706–710.
  15. Avouris P. Graphene: Electronic and Photonic Properties and Devices // Nano Letters. – 2010. – Vol. 10. – P. 4285–4294.
  16. Zhan B., Li C., Yang J., Jenkins G., Huang W., Dong X. Graphene field-effect transistor and its application for electronic sensing // Small. – 2014. – Vol. 10. – P. 4042–4065.
  17. Wu S., He Q., Tan C., Wang Y., Zhang H. Graphene-based electrochemical sensors // Small. – 2013. – Vol. 9. – P. 1160–1172.
  18. Lone S., Bhardwaj A., Pandit A.K., Gupta S., Mahajan S. A Review of Graphene Nanoribbon Field-Effect Transistor Structures // J. Electron. Mater. – 2021. – Vol. 50. – P. 3169–3186.
  19. Han M.Y., Ozyilmaz B., Zhang Y., Kim P. Energy band-gap engineering of graphene nanoribbons // Phys. Rev. Lett. – 2007. – Vol. 98. – P. 206805.
  20. Ohta T., Bostwick A., Seyller T., Horn K., Rotenberg E. Controlling the Electronic Structure of Bilayer Graphene // Science. – 2006. – Vol. 313. – P. 951–954.
  21. McCann E., Abergel D.S.L., Fal’ko V.I. The low-energy electronic band structure of bilayer graphene // Eur. Phys. J. Spec. Top. – 2007. – Vol. 148. – P. 91–103.
  22. Nagashio K., Yamashita T., Nishimura T., Kita K., Toriumi A. Electrical transport properties of graphene on SiO2 with specific surface structures // J. Appl. Phys. – 2011. – Vol. 110. – P. 024513.
  23. Imamura G., Saiki K. Modification of graphene/SiO2 interface by UV-irradiation: effect on electrical characteristics // ACS Appl. Mater. Interfaces. – 2015. – Vol. 7. – P. 2439–2443.
  24. Li D., Müller M.B., Gilje S., Kaner R.B., Wallace G.G. Processable aqueous dispersions of graphene nanosheets // Nat. Nanotechnol. – 2008. – Vol. 3. – P. 101–105.
  25. Stankovich S., Dikin D.A., Piner R.D., Kohlhaas K.A., Kleinhammes A., Jia Y., Wu Y., Nguyen S.T., Ruoff R.S. Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated graphite oxide // Carbon. – 2007. – Vol. 45. – P. 1558–1565.
  26. Chua C.K., Pumera M. The reduction of graphene oxide with hydrazine: elucidating its reductive capability based on a reaction-model approach // Chem. Commun. – 2016. – Vol. 52. – P. 72–75.
  27. Olenych I.B., Aksimentyeva O.I., Monastyrskii L.S., Horbenko Yu.Yu., Partyka M.V. Electrical and photoelectrical properties of reduced graphene oxide – porous silicon nanostructures // Nanoscale Res. Lett. – 2017. – Vol. 12. – P. 272.
  28. Dovbeshko G.I., Romanyuk V.R., Pidgirnyi D.V., Cherepanov V.V., Andreev E.O., Levin V.M., Kuzhir P.P., Kaplas T., Svirko Y.P. Optical properties of pyrolytic carbon films versus graphite and graphene // Nanoscale Res Lett. – 2015. – Vol. 10. – P. 234.
  29. Kazi S.N., Badarudin A., Zubir M.N.M., Ming H.N., Misran M., Sadeghinezhad E., Mehrali M., Syuhada N.I. Investigation on the use of graphene oxide as novel surfactant to stabilize weakly charged graphene nanoplatelets // Nanoscale Res Lett. – 2015. – Vol. 10. – P. 212.
  30. Hayasaka T., Lin A., Copa V.C., Lopez Jr.L.P., Loberternos R.A., Ballesteros L.I.M., Kubota Y., Liu Y., Salvador A.A., Lin L. An electronic nose using a single graphene FET and machine learning for water, methanol, and ethanol // Microsystems & Nanoengineering. – 2020. – Vol. 6. – P. 50.




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/eli.21.8

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.