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通过可逆点波纹形成调控石墨烯的电学特性

DOI:10.1016/j.carbon.2018.11.076 期刊:Carbon 出版年份:2018 更新时间:2025-09-09 09:28:46
摘要: 石墨烯中的应变、波纹和褶皱会降低载流子迁移率并改变电子行为。在少层石墨烯中,面内与面间电阻率的各向异性会发生改变,且可能打开带隙。我们在此展示一种可逆诱导电隔离少层石墨烯中点状波纹的方法,该方法能选择用于输运测量的层数(最低可至单层)。波纹形成过程中,面内与面间方块电阻分别最高增加78%和699%,证实微观起伏变化可单独解释石墨烯非理想载流子迁移率现象。该方法还能对少层石墨烯进行层数计数,在n≤4时与拉曼光谱和原子力显微镜形成互补。理解这些变化对实现基于石墨烯的实用振荡器、纳米机电系统和柔性电子器件至关重要。
作者: Mona M. M. Alyobi,Chris J. Barnett,Paul Rees,Richard J. Cobley
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研究概述 实验方案 设备清单

展示一种在电隔离少层石墨烯中可逆诱导点状波纹并测量其输运性质变化的方法,证实微观起伏变化能单独解释石墨烯非理想载流子迁移率的原因。

该研究表明,静电操控技术可被用于反复分离出少层石墨烯的各层结构,并测量当局部点状波纹形成与拉伸时传输特性的变化。这些由微观褶皱导致的电阻增大幅度足以解释文献中报道的石墨烯载流子迁移率偏低现象。该方法还可拓展应用于研究其他波纹效应,包括机械性能、电子-空穴池的形成以及带隙的产生。

石墨烯操控的横向延伸范围尚不明确,因此无法对局部诱导应变或负载进行定量测定。当层数超过4层时存在一定模糊性,但对于n≤4的情况,该方法与拉曼光谱和原子力显微镜在石墨烯层数计数方面具有互补性。

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