石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管的性能與頂柵介質(zhì)和襯底的材料有關(guān)。目前,柵介質(zhì)的電學(xué)性能及其與石墨烯間的界面特性是制約器件性能提升的關(guān)鍵,所以本次工作針對(duì)目前頂柵結(jié)構(gòu)石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管其柵介質(zhì)對(duì)器件的影響,重點(diǎn)開(kāi)展了對(duì)石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管柵介質(zhì)的制備和性能進(jìn)行了研究,對(duì)氧化鋁柵介質(zhì)制備的關(guān)鍵工藝的方法進(jìn)行了優(yōu)化,進(jìn)一步提高了氧化鋁柵介質(zhì)的電學(xué)性能。另外,六方氮化硼（Boron Nitride,BN）具有與石墨烯相似的原子結(jié)構(gòu),二維平面結(jié)構(gòu)也使該材料具有超平坦表面,而且表面沒(méi)有懸掛鍵和電荷陷阱。在室溫下h-BN上石墨烯中載流子遷移率很高,h-BN作為襯底和柵介質(zhì)在提高石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管射頻特性上有很大優(yōu)勢(shì)。本文結(jié)合已有的器件實(shí)驗(yàn)結(jié)果利用silvaco TCAD對(duì)氮化硼/石墨烯/氮化硼結(jié)構(gòu)的石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)行模型構(gòu)建,以對(duì)其機(jī)制進(jìn)行研究。本論文的核心內(nèi)容如下:1)在石墨烯上采用一種預(yù)先水處理ALD生長(zhǎng)的方法以提高氧化鋁的致密性。通過(guò)預(yù)先水處理ALD工藝過(guò)程的設(shè)計(jì),對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化,得到了在石墨烯上生長(zhǎng)的氧化鋁粗糙度更小的結(jié)果,另外,采用了一種銅網(wǎng)硬掩膜蒸發(fā)金屬的方法對(duì)擊穿特性和漏電進(jìn)行了測(cè)試,用以對(duì)氧化鋁致密性... 

【文章來(lái)源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管基混頻器結(jié)構(gòu)丨叫??Ｆｉｇ．１－１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍｉｘｅｒ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?Ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｆｉｅｌｄ?ｅｆｆｅｃｔ?ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ??

可以自由移動(dòng)，所以其電子遷移率可以達(dá)到從能帶上看，石??墨烯的導(dǎo)帶底價(jià)帶頂連接為一點(diǎn)，此點(diǎn)為ＤｉｒａＣ點(diǎn)。此外，其能帶結(jié)構(gòu)成線(xiàn)性的??錐形，如圖１－３，其費(fèi)米能級(jí)的變化和載流子濃度有關(guān)，ｎ型載流子主導(dǎo)時(shí)，其??費(fèi)米能級(jí)在導(dǎo)帶上方，空穴主導(dǎo)時(shí)，結(jié)果相反。在有良好的電學(xué)性能的同時(shí)，其??碳原子之間的成鍵也導(dǎo)致了石墨烯具有了超強(qiáng)的力學(xué)硬度與韌性。目前在發(fā)現(xiàn)的??強(qiáng)度、硬度較高的物質(zhì)材中，石墨烯的強(qiáng)度是最大的，同時(shí)它又有很好的彈性，??其抗拉強(qiáng)度為１２５?ＧＰａ，旨性模量１．?ｌＴＰａ。??３??

ｂａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??根據(jù)石墨烯本身結(jié)構(gòu)的層數(shù)，石墨烯有單層、雙層、少層（３？１０層）：??及多層石墨烯（厚度在１０層以上、１０?ｎｍ以下）的區(qū)別［１３］，不同層數(shù)的石墨??烯其物理性質(zhì)也會(huì)出現(xiàn)很小的變化，比如最近研究的雙層石墨烯，其在一定魔角??的情況下，會(huì)出現(xiàn)低溫超導(dǎo)的現(xiàn)象。單層的石墨烯十分輕薄，在理想的狀態(tài)下，??單層的石墨烯的比表面積遠(yuǎn)高于同等條件下活性炭，所以其也具有良好的吸附性??能，可以用來(lái)應(yīng)用于水處理等方面。石墨烯也具有很高的熱導(dǎo)率，其在器件中可??能起到散熱的效果也吸引了廣大學(xué)者去研究，所以石墨烯在許多微電子熱電等領(lǐng)??域也有非常廣闊的應(yīng)用前景。另外，石墨烯有很好的光學(xué)性質(zhì)，其對(duì)可見(jiàn)光幾乎??是完全透明。??從石墨烯的制備來(lái)說(shuō)，目前有多種方法可以對(duì)其制備。石墨烯的膠帶剝離法??制備簡(jiǎn)單，只需要很小的作用力。??ＣＶＤ化學(xué)氣相沉淀法也比較常見(jiàn)，也是本文所采用的石墨烯材料的來(lái)源。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯/星形聚丙烯酸酯納米復(fù)合涂料的制備及性能[J]. 陳俊,徐海進(jìn),楊蒙,任強(qiáng),卞建華,方建波,汪稱(chēng)意,李堅(jiān).  高分子材料科學(xué)與工程. 2017(11)
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[3]石墨烯材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及表征解析[J]. 胡忠良,李雪鋒,劉偉健,梁耀華,冷琪.  湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)



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