石墨烯原子尺度上的输运

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)清华大学物理系 作者:季帅华

  石墨烯是由蜂窝状的单层碳原子组成的,其费米能级附近电子的能量和动量具有线性的色散关系,可以由狄拉克方程进行描述。这种狄拉克电子具有很高的迁移率,悬空的石墨烯迁移率可以高达105cm2V-1s-1,显示其在高速电子器件中的潜在应用价值。然而在有衬底的样品中,石墨烯迁移率往往会降低一到两个数量级,所以研究清楚限制石墨烯迁移率的因素具有很重要的意义。

  以往的大多数研究都是通过模型来间接地推断出影响迁移率的因素,如衬底当中的带电杂质。而我们利用扫描隧道电势显微镜,直接在实空间研究了SiC 表面石墨烯微观尺度上的输运性质。在衬底SiC 的Si 终止表面,我们发现衬底台阶和单双层石墨烯的边界都会形成电阻,降低石墨烯的迁移率。而在C 终止表面,畴界是影响迁移率的主要因素。

  这些研究为提高器件的迁移率,为石墨烯电子器件应用提供了重要的信息和思路。

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