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

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