绝缘栅

APPLSURFSCI制备夹层氟化石

发布时间:2023/1/23 11:03:23   
中科荣膺公益中国 http://disease.39.net/yldt/bjzkbdfyy/6108173.html

本文要点:

制备并表征了夹层氟化石墨烯(FG)基柔性石墨烯场效应晶体管(F-GFET)。FG-PG-FG夹层结构通过减少散射机制改善了F-GFET的电性能。FG中的Sp3型键合能表现出FG-PG-FG夹层结构的优异机械稳定性,通过应用,在次弯曲循环后,保持88%的原始电流输出对抗弯曲变形,最大为6mm,大于77%由于抑制石墨烯和柔性基板之间的界面滑动,拉伸应变为1.56%

成果简介

石墨烯对栅极介电层表面状态具有较差的高灵敏度及其与柔性基板,且范德华粘附导致石墨烯在低应变下的界面滑动和断裂,使得原始石墨烯(PG)在柔性电子元件中利用率低。本文,报告了一种使用夹层氟化石墨烯(FG)制造柔性石墨烯场效应晶体管(F-GFET)的简便方法。“FG-PG-FG”夹层结构显示出高光学透明度(94%),平均载流子迁移率高于cm2/V·s,高于GO和离子凝胶用作F-GFET上的栅极介电材料和相对低的栅极漏电流~pA时获得的值。这种改进的性能归因于夹层FG通过调节C/F比提供良好的介电环境,其紧密地固定PG在应变下。这些发现为石墨烯基柔性电子器件的未来发展提供了新的途径。

图文导读

图1。具有夹层氟化石墨烯的柔性顶栅石墨烯场效应晶体管的示意图,包括制造过程中涉及的关键步骤

(a)将作为基板缓冲层的单层氟化石墨烯(1L-FG)转移到PET基板上。

(b)CVD石墨烯在1L-FG上转移。

(c)使用光刻然后热蒸发形成源极和漏极接触。

(d)1L-FG作为栅极电介质在源极和漏极上转移。

(e)使用O2等离子体反应离子蚀刻工艺(80sccm和W)图案化沟道和栅极电介质。

(f)使用光刻然后热蒸发来图案化顶栅电极。

图2。(a)顶部栅极GFET的示意图,其中氟化石墨烯作为PET衬底上的栅极电介质。

(b)在铜箔上CF4等离子体处理30分钟后PG,1L-FG和3L-FG的拉曼光谱的演变。

(c)峰强度比ID/IG和PG,1L-FG和3L-FG的光学透射率。

其中C1(d)PG(E)IL-FG(F)3L-FG的XPS分析结果小号核心层和几个碳-氟部件

图3。(a)CF分钟后w/o-FG,w/1L-FG和w/3L-FG样品的输出特性(Id对Vd)。

(b)w/o-FG,w/1L-FG和w/3L-FG样品在漏源电压固定值,0.5VVds下的传输特性(Idvs.Vg)。

(c))w/o-FG(自然形成的Al2OX作为栅极电介质),w/1L-FG和w/3L-FG样品的栅极漏电流,揭示了氟化石墨烯的绝缘性质。

图4。(a)不同弯曲半径下弯曲测量装置的示意图。

(b)载流子迁移率的变化

(c)作为弯曲半径的函数的w/o-FG,w/1L-FG和w/3L-FG样品的ION。符号∞表示平坦状态。

(d)载流子迁移率的变化(e)作为弯曲循环的函数的w/o-FG,w/1L-FG和w/3L-FG样品的ION(应变=1.56%)。

图5。夹层FG样品的物理和电学测量

3小结

总之,使用夹层结构(FG-PG-FG)在柔性石墨烯场效应晶体管(F-GFET)上研究了氟化石墨烯的栅极电介质和衬底缓冲强度。这种FG-PG-FG夹层结构展现了双重增强载流子迁移率(~.57cm2/V·s)由于散射机制的减少,与没有FG的F-GFET相比,具有pA的相对低的栅极漏电流。此外,该结构显示出优异的机械稳定性,原始输出电流的88%和77%抵抗弯曲变形达6mm和次弯曲循环。这种机制可能与界面滑动的减少和FG-PG-FG夹层结构的高机械柔韧性有关,这为PG创造了合适的绝缘环境,并在不同的弯曲条件下将PG紧密地固定在夹层结构内。高电气性能和机械稳定性与低成本制造方法的结合使得夹在中间的FG成为用于未来柔性RF电子器件开发的候选者。

参考文献

Robustsandwichedfluorinatedgrapheneforhighlyreliableflexibleelectronics



转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkyy/2950.html
------分隔线----------------------------