单层石墨烯在场效应晶体管中的应用研究.pdf

单层石墨烯在场效应晶体管中的应用研究湖南大学硕士学位论文学校代号:级:不保密学密号:

翮签名:汤撩作者签名:语日期:扣衅隆廴日期:功阞月学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书湖南大学⒛隆萑本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C茑颉朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭日期:论文。
要摘微电子工业从发展之初到现在,一直都在按照摩尔定律预言的轨迹发展着。但是,随着关键尺寸越来越细,器件也越来越小,微电子工业面临越来越大的挑战。世界各国的研究人员都在寻求各种方法突破这一难题。随着各种技术的发展,一种新型技术,即碳基微电子技术缂ú牧虾桶氲继宥疾捎煤蓟衔逐渐浮出水面并有望成为下一代电子技术的核心,受到人们的广泛关注。其中石墨烯是近几年新兴的材料,具有超薄、迁移率高、严格而简单的二维结构、超强的机械性能以及热化学稳定性等优点,在下一代超大规模集成电路方面具有潜在的应用前景。目前,制备石墨烯有多种方法,包括机械剥离法、单层氧化石墨还原法、外延生长法和气相生长法。不过这些方法都无法满足实际应用的需要,也没有充分利用石墨烯的特点。考虑到石墨烯良好的导电能力、超薄的厚度以及与有机半导体良好的兼容性,石墨烯非常适合作为有机半导体器件的电极材料。目前的有机半导体微纳器件多采用顶电极结构,即先预置有机维纳晶体,然后在晶体上沉积电极,完成器件制各。由于脆弱的有机晶体不能采用光刻等传统微加工工艺,顶电极多通过掩膜板真空蒸发电极来完成。电极制备过程中的热辐射会对有机晶体器件性能造成一定的影响。另一种是底电极结构,底电极器件是预先在衬底上制备好电极,然后放置晶体。由于没有有机晶体的限制,电极结构可以采用光刻等微加工工艺制备。但是底电极结构的缺点是电极的厚度通常大于纳米,电极与绝缘层间形成的台阶会影响有机微纳晶体与绝缘层的贴合,导致器件性能的降低,甚至会使器件失去性能。单层石墨烯的厚度极薄,仅纳米,同时还具有极高的迁移率、良好的一致性、卓越的热和化学稳定性。如果用单层石墨烯作为有机微纳器件的底电极,就可以解决传统金属电极过厚的问题,将底电极台阶造成的影响减小到最小,同时能够与有机半导体形成良好的能级匹配。本文介绍了石墨烯基本的制备和表征方法,并发展了一种简单、高效、方便的石墨烯间隙对的制备方法。基于单层石墨烯电极的有机晶体管表现出良好的场效应晶体管性能,迁移率和开关比分别可达疺。虽然有机沟道的制备过程未经优化,但是基于石墨烯电极的有机晶体管性能仍优于相同结构、采用传统贵金属电极的该类型晶体管的最好性能。研究结果表明,单层石墨烯可作为良好的电极材料,并有望成为一种通用的技术以制备高性能有机/无机微纳单晶器件和薄膜器件。关键词:单层石墨烯;场效应晶体管;电极;迁移率单层石墨烯撼⌒в骞苤械呐蛴醚芯
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