本文關鍵詞： 石墨烯 帶隙調控 納米結構　出處：《物理學報》2017年21期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：石墨烯在未來微電子學領域有極大的應用前景,但是其零帶隙的特點阻礙了石墨烯在半導體領域的應用.研究發(fā)現(xiàn),打開室溫下可用的石墨烯帶隙所需要的石墨烯納米結構尺度在10 nm以下,這一尺度的納米結構一方面制備比較困難,另一方面器件可承載的驅動電流較小.因此,如何實現(xiàn)亞10 nm石墨烯納米結構的有效加工以及如何在有效調控帶隙的基礎上增大石墨烯器件可承載的驅動電流,還需要進一步的研究.本文首先研究了利用聚甲基丙烯酸甲酯/鉻(PMMA/Cr)雙層結構工藝,通過刻蝕時間的控制,利用電子束曝光及刻蝕工藝實現(xiàn)了亞10 nm石墨烯納米結構的可控制備.同時設計并制備了單排孔石墨烯條帶結構,該結構打開的帶隙遠大于相同特征寬度石墨烯納米帶所能打開帶隙的大小.該結構在有效打開石墨烯帶隙的同時,增加了石墨烯納米結構可以承載的驅動電流,有利于石墨烯在未來微電子領域的應用.
[Abstract]:Graphene has great application prospects in the field of microelectronics in the future, but its characteristics of zero-band gap hinder the application of graphene in semiconductor field. The size of graphene nanostructures needed to open the usable graphene bandgap at room temperature is below 10 nm. On the one hand, it is difficult to prepare the nanostructures of this size, and on the other hand, the driving current of the devices can be small. How to realize the effective fabrication of sub-10nm graphene nanostructures and how to increase the driving current of graphene devices on the basis of effectively regulating the band gap, In this paper, we first study the process of using polymethyl methacrylate / chromium-methyl methacrylate / PMMA / Cr-bilayer structure to control the etching time. The controllable preparation of graphene nanostructures at sub-10 nm was achieved by electron beam exposure and etching. The single row graphene strip structure was designed and fabricated. The opening band gap of this structure is much larger than that of graphene nanoribbons of the same characteristic width. The structure can effectively open the graphene band gap and increase the driving current which the graphene nanostructure can carry. It is beneficial to the application of graphene in the field of microelectronics in the future.
【作者單位】： 中國科學院物理研究所北京凝聚態(tài)物理國家實驗室;青島大學物理學院納米材料和設備協(xié)同創(chuàng)新中心;
【基金】：國家自然科學基金(批準號:61390503,91323304,11674387,11574385,11104334,11504414) 國家重點研發(fā)計劃(批準號:2016YFA0200800,2016YFA0200400,2016YFB0100500)資助的課題~~
【分類號】：O613.71;TB383.1

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