Верхний затвор (графен)

Графен
Физика графена Математическая формулировка …
Основа Квантовая механика Уравнение Дирака Двумерный кристалл Нейтрино (2+1)-мерная КЭД Постоянная тонкой структуры Фаза Берри Углеродные нанотрубки
Фундаментальные понятия История Зонная структура Уравнение Дирака Хиральность Гексагональная решётка Волновая функция Точка электронейтральности e-h лужи Видимость графена Фаза Берри Двухслойный графен
Получение и технология Получение графена Механическое расщепление Химические методы получения Эпитаксия на металлы Подвешенный графен Верхний затвор Перенос графена
Применения Применение графена Графеновый полевой транзистор Графеновые наноленты
Транспортные свойства Электроны и дырки Проводимость Фононы Парадокс Клейна Линза Веселаго 1/f Дробовой шум Случайный телеграфный сигнал p — n переход Ферми-жидкость Термоэлектрический эффект
Магнитное поле Магнетосопротивление Осцилляции Шубникова — де Гааза КЭХ Спиновый квантовый эффект Холла ДКЭХ Осцилляции Вейса Магнетоэкситоны Сверхпроводимость Слабая локализация Эффект Ааронова — Бома
Оптика графена Рамановское рассеяние света α
Известные учёные Андре Гейм Константин Новосёлов Филипп Ким Михаил Кацнельсон
См. также: Портал:Физика

Верхний затвор — затвор, который находится над образцом с противоположной от подложки стороны. Терминология сложилась на данный момент в технологии, связанной с графеном для того, чтобы отличать от затвора, в качестве которого служит высоколегированая кремниевая подложка. Ситуация с названиями противоположна в графене и МОП-транзисторах, поскольку в последнем случае обычно отсутствует обратный затвор.

Графен находится на поверхности SiO₂/Si, ничем не ограничен сверху, поэтому для создания верхнего затвора сначала наносят диэлектрический слой, а потом напыляют металл. В самой первой работе использовали в качестве диэлектрика SiO₂.[1] Выбор диэлектрика может влиять на подвижность носителей тока в графене благодаря зарядам или дефектам в его структуре. Среди других материалов, использованных в качестве диэлектрика, существуют: PMMA[2], Al₂O₃[3], HfO₂[4].

В идеале можно обойтись без диэлектрика вообще и использовать подвешенный верхний затвор, который не влияет на подвижность[5][6].

Примечания

1. Lemme M. C. et. al. A Graphene Field-Effect Device IEEE Electron Dev. Lett. 28, 282 (2007) doi:10.1109/LED.2007.891668
2. Huard B. et. al. Transport Measurements Across a Tunable Potential Barrier in Graphene Phys. Rev. Lett. 98, 236803 (2007) doi:10.1103/PhysRevLett.98.236803
3. Williams J. R. et. al. Quantum Hall Effect in a Gate-Controlled p-n Junction of Graphene Science 317, 638 (2007) doi:10.1126/science.1144657
4. Özyilmaz B. et. al. Electronic transport in locally gated graphene nanoconstrictions Appl. Phys. Lett. 91, 192107 (2007) doi:10.1063/1.2803074
5. Gorbachev R. V. et. al. Conductance of p-n-p Graphene Structures with “Air-Bridge” Top Gates Nano Lett., 8, 1995 (2008) doi:10.1021/nl801059v
6. Fabrication of graphene p-n-p junctions with contactless top gates Appl. Phys. Lett. 92, 203103 (2008) doi:10.1063/1.2928234