西安交通大學(xué)設(shè)計(jì)出新型全無機(jī)柔性石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管

西安交通大學(xué)設(shè)計(jì)出新型全無機(jī)柔性石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管

石墨烯由于其優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性、高的電子遷移率、機(jī)械柔性以及高透射率，被認(rèn)為是一種有前途的高性能納米電子材料。特別是石墨烯的雙極特性（摻雜后石墨烯可以表現(xiàn)為n型或p型）使得其與現(xiàn)有電子器件具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。到目前為止，人們對(duì)石墨烯摻雜進(jìn)行了大量的研究，如不同氣體環(huán)境下的紫外輻射、離子液體/離子凝膠或氣體分子的吸收等，但這些摻雜都會(huì)引入第二相，是不可逆的。



針對(duì)上述問題，西安交通大學(xué)材料學(xué)院功材中心設(shè)計(jì)出一種新型全無機(jī)柔性石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管（GFET），利用純機(jī)械應(yīng)變和鐵電薄膜Pb 0.92 La 0.08 Zr 0.52 Ti 0.48 O 3的撓曲電效應(yīng)成功地實(shí)現(xiàn)了石墨烯摻雜濃度的可控，發(fā)現(xiàn)石墨烯的狄拉克點(diǎn)（V Dirac）隨著GFET彎曲半徑（正向彎曲或反向彎曲）呈線性變化。相比于其他調(diào)控石墨烯摻雜的方法，本工作具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）避免了雜化摻雜對(duì)石墨烯造成的破壞以及化學(xué)修飾摻雜帶來的其他物質(zhì)吸附；2）可逆、可控的；3）柔性的?；谝陨系膬?yōu)點(diǎn)，我們所設(shè)計(jì)的全無機(jī)柔性石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管不僅可以通過彎曲機(jī)械應(yīng)力調(diào)控石墨烯摻雜，而且還可以根據(jù)柔性鐵電柵GFET的V Dirac變化來檢測(cè)樣品的彎曲狀態(tài)。

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這項(xiàng)研究成果以“Controlling the Dirac point voltage of graphene by mechanically bending the ferroelectric gate of graphene field effect transistor”題，被材料科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際知名期刊Materials Horizons（IF=13.183）選為當(dāng)期內(nèi)封面發(fā)表。西安交通大學(xué)為該論文的第一作者和唯一通訊作者單位，材料學(xué)院馬春蕊副教授為通訊作者，和賈春林教授共同指導(dǎo)的博士生胡光亮為第一作者，參與該工作的還有西安交大劉明副教授，劉衛(wèi)華教授以及堪薩斯大學(xué)（吳朱迪）Judy Wu教授。



該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大專項(xiàng)、國(guó)家“973”項(xiàng)目、國(guó)家青年基金等經(jīng)費(fèi)的支持。

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