Ambipolar Transport in Narrow Bandgap Semiconductor InSb Nanowires
我们报告的顶栅场效应晶体管的传输测量研究的InSb纳米线生长的化学气相沉积。晶体管表现出双极传输特性揭示了三个区别的栅极电压区域：在中间区域的费米能级驻留在带隙内，电阻显示出指数依赖于温度和栅极电压。无论是更积极或更负的栅极电压，设备进入电子和空穴传输制度，揭示了随着温度的降低线性下降的电阻。从由直径为50 nm的纳米线制成的1- $μ$ m长的器件的传输测量数据，我们提取出190-220 meV的带隙能量。该器件的关态电流在T = 4K的温度下被抑制在测量噪声范围内。一个较短的，260 nm长的设备被发现表现出有限的关态电流和空穴，开态，周长归一化电流为11 $μ$ A/ $μ$ m在V $_D$ = 50 mV，这是最高的这样的设备，以我们的知识。双极输运特性使得InSb纳米线在CMOS电子学、电子-空穴混合量子系统和基于空穴的自旋量子比特中具有吸引力。
2020-01-18 cond-mat.mes-hall
Simulations of gated Si nanowires and 3-nm junctionless transistors
最近的实验实现和理论模拟的薄硅纳米线为基础的设备的启发，我们进行预测的第一性原理模拟无结栅硅纳米线晶体管。我们的主要预测是，硅基晶体管在物理上是可能的，在设计理念上没有重大变化的尺度为1 nm的线直径和3 nm的栅极长度，无结晶体管可能是唯一的物理上合理的设计在这些长度尺度。我们还提出了原子级的设计因素，如掺杂剂的位置和浓度的调查。
2010-03-24 cond-mat.mes-hall
Thermal shot noise in top-gated single carbon nanotube field effect transistors
测量了顶栅单碳纳米管晶体管的高频噪声和电流噪声，并用于研究一维晶体管中的热电子效应。结果与一维纳米晶体管的理论符合得很好。特别是一个大的修正约翰逊-奈奎斯特热噪声公式的预测证实了实验。实验表明，纳米管晶体管可以作为量子相干电子学的快电荷探测器，在0.2- $0.8 \mathrm{GHz}$波段的分辨率为$13\mathrm{μe/\sqrt{Hz}}$。
2010-05-12 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction in InSb nanowires
我们使用双栅InSb纳米线器件的磁导测量，结合弱反定域化的理论分析，准确地提取自旋轨道强度。特别是，我们表明，在我们的三维电线的磁导是非常不同的相比，在二维电子气的电线。我们得到一个大的Rashba自旋轨道强度$0.5 -1\,\text{eVÅ}$对应的自旋轨道能量$0.25-1\,\text{meV}$。这些值强调了InSb纳米线在混合超导体-超导体器件中的马约拉纳费米子研究中的潜力。
2015-05-18 cond-mat.mes-hall
Coherent spin transport and suppression of spin relaxation in InSb nanowires with single subband occupancy at room temperature
自旋电子学的一个长期目标是在室温下占据单个量子化子带的半导体纳米线中注入、相干传输和检测自旋。在这里，我们报告实现这一目标，在50纳米直径的InSb纳米线，证明自旋阀和汉勒效应。在纳米线的自旋弛豫时间被发现已增加了一个数量级，在散装和量子阱中已报告的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫作为一个单一的子带占用的结果，由于抑制。这些实验为实现室温Datta-Das自旋晶体管带来了希望。
2014-01-28 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade in a Si channel gated by an Al single-electron transistor
我们采用Al-AlO_x-Al单电子晶体管作为窄（~100 nm）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的栅极。在MOSFET沟道电导阈值附近，我们观察到沟道中与库仑阻塞相关的电导振荡，揭示了Si单电子晶体管的形成。在扫描的Al晶体管的电导与栅极电压的突变步骤与单电子充电事件在Si晶体管，反之亦然。使用简单的静电模型分析这些相关性表明，两个单电子晶体管岛紧密对齐，岛间电容约等于Si晶体管岛的总电容的1/3，表明Si晶体管与Al晶体管强耦合。
2007-10-05 cond-mat.mes-hall
Few-Mode and Anisotropic Quantum Transport in InSb Nanoribbons Using an All-van der Waals Material-Based Gate
University of Minnesota（明尼苏达大学）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
利用全vdW材料栅极实现InSb纳米带中少模式量子输运，展现清洁量子器件的潜力。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall
Quantum oscillations in a hexagonal boron nitride-supported single crystalline InSb nanosheet
在六方氮化硼（hBN）介质/石墨栅结构上外延生长独立的InSb纳米片，制成门控霍尔栅器件，并通过低温下的栅转移特性和磁输运测量研究了InSb纳米片的电子输运特性。测量结果表明，InSb纳米片中的载流子是电子，石墨栅可以高效地调节InSb纳米片中的载流子密度。在InSb纳米片中的电子的迁移率提取从低场magentotransport测量和迁移率超过~18000 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的值被found. High-field magentotransport测量显示良好定义的Shubnikov-de Haas（SdH）振荡的InSb纳米片的纵向电阻。的SdH振荡的温度依赖性的测量进行和关键的传输参数，包括电子有效质量m $^*$ $\sim$ 0.028 m $_0$和量子寿命$τ$ $\sim$ 0.046 ps，在InSb纳米片提取。这是第一次，这样的实验测量已被报道为独立的InSb纳米片和所获得的结果表明，InSb纳米片/hBN/石墨栅极结构可用于开发先进的量子器件，用于新的物理研究和量子技术的应用。
2022-08-19 cond-mat.mes-hall
Origins of leakage currents on electrolyte-gated graphene field-effect transistors
石墨烯场效应晶体管广泛用于生物传感器的开发。然而，关于其运作细节的某些基本问题尚未完全了解。这些问题之一是在电解质门控配置中存在门控（泄漏）电流。在这里，我们报告我们的观察考虑这种现象的原因化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯。我们观察到，栅极电流反映了发生在晶体管表面上的电流，类似于电化学电池中的工作电极-对电极对电流。在场效应测量中，当石墨烯沟道被空穴掺杂时，栅极电流是电容性的，而当石墨烯沟道被电子掺杂时，栅极电流是法拉第性的。法拉第电流归因于溶解在水溶液中的氧的减少，并且其幅度随着每次测量而增加。我们采用循环伏安法与氧化还原探针Fc（MeOH）2来表征的石墨烯结构的变化，负责这种激活。总的来说，我们的研究结果表明，通过在晶体管的表面上的催化氧还原的过程中出现更多的缺陷。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Energy Bandgap in Dual-Gated Ultra-Thin Black Phosphorus Field Effect Transistors
能带隙是半导体的固有特性，在很大程度上决定了它们的性能。在实时操作期间连续且可逆地调谐单个器件的带隙的能力不仅对器件物理而且对技术应用都是非常重要的。在这里，我们展示了一个宽可调的带隙的少层黑磷（BP）的垂直电场的应用在双栅BP场效应晶体管。当电位移场从0.10V/nm增加到0.83V/nm时，观察到124 meV的总带隙减小。我们的研究结果表明，吸引人的潜力少层BP作为一个可调的带隙材料在红外光电子学，热电发电和热成像。
2017-03-24 cond-mat.mes-hall
Dual top gated graphene transistor in the quantum Hall regime
我们研究了使用双顶栅几何结构的石墨烯场效应晶体管中的电荷密度和载流子类型的局部调制的效果。两个顶栅导致多个\emph{p-n}结的形成。在低温和磁场存在下的电子输运测量显示了不同的整数和分数量子化电导平台。我们解释这些结果的基础上的边缘通道的混合，并发现，不均匀性起着重要的作用，在定义这些高原，计量应用的\emph{p-n}结的关键问题的精确量化。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall
Scanning photocurrent microscopy reveals electron-hole asymmetry in ionic liquid-gated WS2 transistors
我们进行扫描光电流显微镜WS 2离子液体门控场效应晶体管表现出高品质的双极传输。通过适当地偏置栅电极，我们可以反转光电流的符号，表明少数光载流子是电子或空穴。无论是在电子和空穴掺杂制度的光电流指数衰减的函数之间的距离的照明点和最近的接触，在协议的两端肖特基势垒器件模型。这使我们能够比较同一样品上少数电子和空穴的扩散长度的值和掺杂依赖性。有趣的是，少数载流子的扩散长度在空穴积累制度中比在电子积累制度中大几倍，指出WS 2中的电子-空穴不对称性。
2014-04-30 cond-mat.mes-hall
Quantitative Determination of the Band-Gap of WS2 with Ambipolar Ionic Liquid-Gated Transistors
我们实现了双极型场效应晶体管耦合剥离薄片的二硫化钨（WS 2）与离子液体介质。该器件显示出理想的电气特性，包括电子和空穴的非常陡峭的亚阈值斜率和极低的关态电流。由于这些理想的特性，我们确定与高精度的WS 2的带隙的大小直接从源极-漏极电流的栅极电压依赖性。我们的研究结果表明，如何小心使用离子液体的双折射提供了一个强大的战略，定量研究纳米尺度材料的电子性质。
2013-02-06 cond-mat.mes-hall
Balanced ternary addition using a gated silicon nanowire
我们证明了使用硅绝缘体上金属单电子晶体管（SET）的三进制加法器的原理证明。单电子晶体管的栅极相关整流行为导致稳健的三值输出，该输出是SET岛电位的函数。将逻辑三进制输入映射到控制SET岛电位的三个门，使我们能够在单个晶体管上执行复杂的固有三进制运算。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall
Environmental effects on the electrical characteristics of back-gated WSe2 field effect transistors
我们研究了聚合物涂层，压力和温度对单层WSe 2背栅晶体管的准欧姆Ni/Au接触的电特性的影响。我们发现，去除一层聚（甲基丙烯酸甲酯）或降低压力的变化，从p型到n型的器件导电性。我们研究了作为温度的函数的电流-电压特性，并在平带条件下测量了高度为60 meV的接触处的栅极可调肖特基势垒。我们报告和讨论的流动性和亚阈值斜率随温度的升高观察到的变化。最后，我们估算了WSe 2/SiO2界面处的陷阱密度，并研究了器件的光谱光响应，在700 nm波长和0.37 mWcm^-2光功率下获得了0.5 AW^-1的响应率。
2018-08-25 cond-mat.mes-hall
Formation of p-n junction in polymer electrolyte-top gated bilayer graphene transistor
通过改变沟道的纵向偏压和顶栅电压，我们在双层石墨烯沟道中同时显示了p型和n型载流子注入。使用固体聚合物电解质以电化学方式施加顶栅，并且栅电容被测量为1.5 $μF/cm^2$，该值比常规SiO $_2$背栅电容高约125倍。与单层石墨烯不同，漏极-源极电流在改变漏极-源极偏置电压时不饱和。估计了使用顶栅和背栅几何结构在价带和导带之间打开的能隙。
2009-09-05 cond-mat.mes-hall
Probing top-gated field effect transistor of reduced graphene oxide monolayer made by dielectrophoresis
我们展示了介电泳还原氧化石墨烯（RGO）单层（石墨烯）制成的顶栅场效应晶体管。典型尺寸为5μm x 5μm的RGO薄片的拉曼光谱在2687 cm-1处显示出单个2D带，这是单层石墨烯的特征。RGO薄片的两个探针电流-电压测量，使用交流电压以2.5 μm的间隙沉积在图案化电极之间。介电电泳显示欧姆行为，电阻为~ 37 k Ω。在305 K至393 K温度之间测量的RGO电阻（R）的温度依赖性产生了电阻温度系数[dR/dT]/R ~ -9.5x10-4 K-1，与机械剥离的单层石墨烯相同。场效应晶体管的动作是通过电化学顶栅使用固体聚合物电解质（PEO + LiClO 4）和Pt线。观察到石墨烯薄片的双极性性质高达~ 6x 1012/cm 2的掺杂水平和~ 50 cm 2 V-1 sec-1的载流子迁移率。采用扩散输运模型定量分析了在高源漏电压下，源漏电流特性呈现出电流饱和的趋势。
2010-05-13 cond-mat.mes-hall
Si Nanowire - Array Source Gated Transistors
基于单晶硅纳米线（Si NWs）与金属肖特基接触的溶液处理场效应晶体管的演示。在室温下由纳米线油墨制剂沉积半导体层。具有230 nm厚的SiO_2栅绝缘层的器件显示出优异的输出电流-电压特性，具有低于2 V的早期饱和电压、恒定的饱和电流和极低的饱和电压与栅场的依赖性。这些器件的工作原理明显不同于传统的欧姆接触场效应晶体管（FET），并使用源极-栅极晶体管（SGT）的概念进行解释，其中在反向偏置肖特基源极势垒下的半导体被耗尽，导致低电压夹断和漏极电流饱和。在不同的温度和栅极电压下提取包括激活能的器件参数，以估计不同电极材料的肖特基势垒高度，从而建立晶体管性能-势垒高度关系。使用二维薄膜近似的器件结构在不同的肖特基势垒高度进行数值模拟。在没有任何可调参数的情况下，仅假设晶体管沟道的p掺杂较低，建模数据显示出与测量数据非常好的相关性。从实验和模拟结果，它的结论是，源极势垒控制的纳米线晶体管具有良好的潜在优势，与标准FET相比，包括缓解短沟道效应，在器件工作电流器件沟道长度变化的不敏感性，更高的开/关比，更高的增益，更低的功耗和更高的操作速度的解决方案可加工和可印刷的纳米线电子产品。
2015-12-28 cond-mat.mes-hall
Supercurrents through gated superconductor-normal-metal-superconductor contacts: the Josephson-transistor
我们分析了通过窄弹道超导体-正常金属-超导体约瑟夫森接触的输运，在超导体-正常金属界面处具有非理想传输，例如，由于绝缘层、有效质量阶跃或带失配（SIN界面）。通过在SIN界面处的Andreev反射和正常反射的组合来确定正常导线中的电子光谱。在SIN界面的强正常散射引入电子和空穴的共振在正常区域中出现在准粒子谱。这些共振有很强的影响，我们发现由最低准粒子水平确定的临界超电流$I_c$：调整潜在的$μ_{x0}$的电子和空穴类共振交叉点，我们发现在$I_{\rm c}$尖锐的峰值，导致在一个transitor效应。我们比较了这种谐振约瑟夫森晶体管（RJT）的超导单电子晶体管（SSET）的性能。
2001-01-16 cond-mat.mes-hall
In-situ Raman Spectroscopy of the Graphene / Water Interface of a Solution-Gated Field Effect Transistor: Electron-Phonon Coupling and Spectroelectrochemistry
我们提出了一种新的测量方法，该方法结合了基于4 H-SiC（0001）上外延双层石墨烯的溶液门控场效应晶体管的电学特性与同步拉曼光谱。通过改变栅压，我们观察到了与共振电子-声子耦合有关的拉曼信号。对这些拉曼谱带的分析使得能够提取系统的几何电容和精确计算双层石墨烯的费米能级。有意应用更高的栅极电压使我们能够触发电化学反应，我们通过拉曼光谱原位跟踪。反应表现出部分可逆的字符，如指定的C-H和Si-H振动模式的峰的出现/消失，以及增加/减少的缺陷相关的拉曼D带强度所示。我们的设置提供了一个非常有趣的平台，为未来的光谱电化学研究电诱导吸附过程的石墨烯在微米尺度上。
2015-08-14 cond-mat.mes-hall
Understanding contact gating in Schottky barrier transistors from 2D channels
本文提出了一种新的双路径模型来定量解释背栅肖特基势垒场效应晶体管（SB-FET）的亚阈值特性。该模型集成了SB-FET的“传统”模型与接触门控现象-一种显著影响背栅场效应晶体管源极载流子注入的效应。通过与大量具有不同通道厚度的背栅WSe 2器件的实验特性进行仔细比较，验证了双路径模型。我们的研究结果被认为是至关重要的定量分析的许多三端装置与体通道。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall
Response to comment "Measurement of mobility in dual-gated MoS2 transistors"
在我们之前的论文中，我们报道了具有高开关比的可切换单层MoS2晶体管，并且我们声称可以使用介电屏蔽来增加单层MoS2的迁移率。我们使用Lemme等人先前应用于顶栅石墨烯纳米带的方法估计其迁移率。我们在这里讨论M. Fuhrer和J.Hone在他们的帖子1301.4288中，并给出了我们自己对以前流动性测量中可能的误差及其来源的估计。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local-gated single-walled carbon nanotube field effect transistors assembled by AC dielectrophoresis
我们提出了一个简单的和可扩展的技术，用于制造的解决方案处理和局部栅控碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）。该方法是基于通过AC介电电泳（DEP）将来自二氯乙烷的单个单壁碳纳米管定向组装到预先图案化的源极和漏极上，其中在中间具有局部铝栅极。与全局背栅相比，局部栅控CNT-FET器件显示出优越的性能，其开关比为10^4，最大亚阈值摆幅为170 mV/dec。局部底栅DEP组装的CNT-FET将促进互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容纳米电子器件的大规模制造。
2008-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ambipolar Graphene Field Effect Transistors by Local Metal Side Gates
我们展示了由局部金属侧栅单独控制的双极石墨烯场效应晶体管。侧栅场效应可以具有与全局背栅的开/关比相当的开/关比，并且可以通过背栅和/或第二侧栅在大范围内调谐。我们还发现，侧栅场效应是显着更强的电浮置背栅相比，接地的背栅，从静电模拟的发现一致。
2010-08-06 cond-mat.mes-hall
Spin transistor operation driven by the Rashba spin-orbit coupling in the gated nanowire
对栅控InAs纳米线中自旋晶体管的工作进行了理论描述。计算的电流-电压特性表明，从源极（自旋注入器）流向漏极（自旋探测器）的电流随栅电压的变化而振荡，这是由于栅附近的Rashba自旋-轨道相互作用引起的电子自旋的进动所致.我们研究了自旋晶体管的两种工作模式：（A）具有接触中的电子的完全自旋极化、零温度和对应于横向运动的最低能量子带的单个导电沟道的理想操作模式，以及（B）具有接触中的电子的部分自旋极化、室温的更现实的操作模式，并且考虑了通过许多横向子带的传导。对于模式（A），自旋极化电流可以通过适当地调谐栅极电压来接通/关断，对于模式（B），电流也表现出明显的振荡，但具有非零的最小值。模式（B）的计算结果已与最近的实验数据进行了比较，并已发现一个很好的协议。
2013-11-27 cond-mat.mes-hall
Characterization of InSb quantum wells with atomic layer deposited gate dielectrics
我们报告的磁输运测量的门控InSb量子阱（QW）与高品质的Al 2 O3陶瓷（40 nm厚）的原子层沉积生长。磁阻数据表明，在零栅压（Vg）的样品中的平行导电沟道。Al 2 O3和InSb顶层之间的良好界面确保了平行沟道在负Vg处耗尽，并且QW中的二维电子密度由Vg以6.5 × 1014 m-2 V-1的大比率调谐，但在大的负Vg处饱和。这些发现与自洽薛定谔-泊松模拟和双载流子模型所提出的量子阱的层结构密切相关。
2012-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gated nonlinear transport in organic polymer field effect transistors
我们测量了沟道长度从3 $μ$ m到200 nm，从室温到10 K的聚（3-己基噻吩）场效应晶体管中的空穴输运。近室温下的有效迁移率推断从线性政权的温度，栅极电压，和源极-漏极电压强烈依赖。当$T$降低到低于200 K和高源漏偏压时，我们发现输运变得高度非线性，并且受到栅极的强烈调制。我们考虑这种非线性传输是否是接触限制或散装过程通过检查线性导电的长度依赖性提取接触和沟道贡献的源极-漏极电阻。结果表明，这些器件在室温下是体积受限的，并且随着温度的降低而保持。非线性导电是符合Poole-Frenkel-like跳跃机制的空间电荷限制电流制度的模型。进一步的分析表明，该模型与（局域化）价带态密度的能量依赖性很强，并且在30 K以下存在从热激活到非热跳跃的交叉。
2003-12-07 cond-mat.mes-hall
Direct Imaging of Nanoscale Conductance Evolution in Ion-Gel-Gated Oxide Transistors
本文利用低温微波阻抗显微镜对超薄离子凝胶门控的ZnO双电层晶体管进行亚表面成像，实现了金属-绝缘体转变过程中沟道电导纳米尺度空间演化与局域涨落的直接观测，为研究EDLTs局域输运和介观电子性质提供了新方法。
2015-06-11 cond-mat.mes-hall
Flexible Sensory Platform Based on an Electrolyte-Gated Oxide Neuron Transistor
受生物神经元的树突整合和尖峰操作的启发，在柔性塑料基板上制造了由固态电解质膜选通的柔性氧化物基神经元晶体管，用于生物化学传感应用。当采用准静态双栅横向协同传感模式时，神经元晶体管传感器显示出~105 mV/pH的高pH灵敏度，高于能斯特极限。结果表明，单脉冲动态模式可以显著提高pH敏感性，减少响应/恢复时间和功耗。我们还发现，施加在传感栅电极上的适当的凹陷可以进一步提高pH灵敏度，降低功耗。我们的柔性神经元晶体管为生化检测提供了一个新概念的传感平台，具有高灵敏度、快速响应和超低功耗。
2015-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of a High Mobility Dual-gated Graphene Field Effect Transistor with Al2O3 Dielectric
我们制作和表征双栅石墨烯场效应晶体管（FET）使用氧化铝作为顶栅电介质。我们使用薄Al膜作为成核层，以使Al 2 O3的原子层沉积。我们的器件在室温下显示出超过8,000 cm 2/Vs的迁移率值，这一发现表明顶栅叠层不会显著增加载流子散射，从而降低器件特性。我们提出了一个设备模型，以适应使用一个单一的流动性值的实验数据。
2009-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport Spectroscopy of Single Phosphorus Donors in a Silicon Nanoscale Transistor
我们发展了奈米级的双闸极场效电晶体，以研究单一有意植入的磷供体的电子态与输运性质。这些器件提供了纳米电子学潜在应用所需的关键参数的高水平控制。对于捐助者，我们解决了相应的两个电荷状态依次被自旋向下和自旋向上的电子占据的过渡。充电能量和Lande g因子与门控纳米结构中的供体的预期一致。
2010-02-02 cond-mat.mes-hall
Charge transport in ion-gated mono-, bi-, and trilayer MoS2 field effect transistors
在低载流子密度区，MoS 2中的电荷输运主要由陷阱态和带边无序决定。MoS 2的固有输运性质出现在高密度区，其中通过扩展态发生传导。在这里，我们研究了机械剥离的单层、双层和三层MoS 2片在宽范围的载流子密度上的输运性质，所述载流子密度通过离子凝胶顶栅和SiO2背栅的组合实现，所述离子凝胶顶栅和SiO2背栅的组合允许我们实现高载流子（>10^13）密度。我们讨论了器件的门控特性与层厚度的函数关系，并证明在10 K下单层器件的电阻率低至1 kΩ，双层器件的电阻率低至420Ω。我们发现，从两个栅极的电容耦合，量子电容可以粗略估计为1 μF/cm^2的数量级的所有研究的设备。在高密度制度的载流子迁移率的温度依赖性表明，短程散射限制在低温下的电荷传输。
2014-07-09 cond-mat.mes-hall
A Fitting Model for Asymmetric I-V Characteristics of Graphene Field-Effect Transistors for Extraction of Intrinsic Mobilities
建立了一个拟合模型，用于解释沟道掺杂的石墨烯场效应晶体管（G-FET）的I-V特性中的非对称双极性，该双极性起源于栅区和接入区之间结处的电子发射和带间隧穿.使用该模型，栅电压依赖的本征迁移率以及其他本征和非本征器件参数可以提取。我们将其应用于我们之前报道的具有生长在SiC衬底上的石墨烯沟道和SiN栅极电介质的顶栅G-FET，并且我们证明它可以很好地拟合其不对称I-V特性。
2016-02-29 cond-mat.mes-hall
Mechanically-adjustable and electrically-gated single-molecule transistors
我们展示了一种用于单分子电子学实验的设备几何结构，该设备几何结构结合了机械地调整电极之间的间距的能力和使用栅电极在分子中移动能级的能力。这两个实验“旋钮”所提供的分子性质的独立的原位变化，我们能够实现一个更详细的表征电子输运通过分子比可能与任何技术分开。我们使用C60分子说明了器件的性能。
2004-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Towards high mobility InSb nanowire devices
研究了InSb纳米线的低温电子迁移率。我们提取的迁移率在4.2开尔文通过场效应传输测量使用一个模型组成的接触电阻的三极管。该模型能够准确提取器件参数，从而可以系统地研究纳米线的迁移率。我们确定影响迁移率的因素，并优化后获得$\sim2.5\mathbin{\times}10^4$ cm $^2$ /Vs的场效应迁移率。我们进一步证明了这些迁移率值的再现性，这是最高的纳米线报道。我们的调查表明，目前的流动性是有限的吸附分子的纳米线表面和/或基板。
2015-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-Hole Asymmetry in the Electron-phonon Coupling in Top-gated Phosphorene Transistor
利用电化学顶栅场效应晶体管中磷烯沟道的原位喇曼散射，我们发现其具有A $_g$对称性的声子对电子浓度的依赖性比空穴浓度的依赖性强得多，而具有B $_g$对称性的声子对掺杂不敏感.与第一性原理理论分析，我们表明，所观察到的电子空穴的不对称性产生从根本上不同的宪法，其导带和价带涉及$π$和$σ$键合状态，其对称性允许耦合只有声子保持晶格对称性。因此，拉曼光谱是一种非侵入性的工具，用于测量电子浓度的磷基纳米电子器件。
2016-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realizing lateral wrap-gated nanowire FETs: Controlling gate length with chemistry rather than lithography
晶体管封装中的一个重要考虑因素是使栅极和半导体沟道之间的耦合最大化。具有同轴金属栅极的纳米线提供了最佳的栅极-沟道耦合，但仅针对垂直取向的纳米线晶体管实现。我们报告了一种用于生产横向取向的包裹栅纳米线场效应晶体管的方法，该方法通过单个湿法蚀刻步骤提供对栅极长度的精细控制，从而消除了对定义源极/漏极接触和栅极引线所需的额外光刻的需要。它允许通过偏置掺杂衬底来独立地控制延伸超出卷绕栅极的接触和纳米线段，从而显著地改善亚阈值电特性。我们的器件提供更强，更对称的纳米线门控，在300至4开尔文之间的温度下工作，并在从一维量子传输到化学和生物传感的研究等应用中提供新的机会。
2012-01-18 cond-mat.mes-hall
Au-Gated SrTiO3 Field-Effect Transistors with Large Electron Concentration and Current Modulation
报道了在混合分子束外延生长的n型SrTiO 3薄膜上制备低漏电流整流Pt和Au肖特基二极管以及Au栅金属半导体场效应晶体管（MESFFET）。与以前的研究一致，我们发现，相比Pt，Au提供了更高的肖特基势垒高度与SrTiO 3。由于SrTiO 3的介电常数大，Au的肖特基势垒高度高，金栅MESFER能够调制~1.6 × 1014 cm-2的电子密度，在任何材料系统中使用金属栅极实现的最高调制。这些MESFET调制电流密度高达~68 mA/mm，比最好的SrTiO 3 MESFET大~ 20倍。我们还讨论了界面层的作用，和场依赖的介电常数的SrTiO 3在提高夹断电压的MESFET。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Top-gated graphene field-effect-transistors formed by decomposition of SiC
在热分解的半绝缘4 H-SiC衬底上制作了顶栅少层石墨烯场效应晶体管。物理气相沉积的SiO2被用作栅极电介质。通过高分辨率扫描隧道显微镜观察到的具有正确晶格矢量的碳原子的二维六边形排列证实了在SiC衬底顶部形成多个石墨烯层。n型和p型跃迁的观察进一步证实了狄拉克费米子在石墨烯层中独特的输运性质。在这些制造的石墨烯FET上测得的电子和空穴迁移率分别高达5400 cm 2/Vs和4400 cm 2/Vs，这比常规SiC或硅的相应值大得多。
2008-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field emission in ultrathin PdSe2 back-gated transistors
本文研究了二硒化钯（PdSe 2）沟道背栅场效应晶体管的电输运特性。该器件是常开型的，在低压下表现出主导的n型导电。电子传导，结合尖锐的边缘和功函数随着层数的减少，开辟了PdSe 2纳米片在真空电子学中的应用的道路。在这项工作中，我们展示了场发射从几层PdSe 2纳米片与电流高达微安和打开字段低于100 V/um，从而扩展了过多的应用程序，最近隔离的五边形层状材料。
2020-02-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Raman Spectroscopy of Electrochemically-Gated Graphene Transistors: Geometrical Capacitance, Electron-Phonon, Electron-Electron, and Electron-Defect Scattering
我们报告了一个全面的电化学门控石墨烯场效应晶体管的显微拉曼散射研究。电化学顶栅的几何电容从双门控拉曼测量准确地确定，允许石墨烯的主要拉曼特征的频率、线宽和积分强度的定量分析。观察到的G模声子的反常行为与理论预测非常一致，并提供了一个测量的电子-声子耦合常数的带中心（$Γ$点）光学声子。此外，随着掺杂的增加，2D模特征的积分强度降低，使得确定近区边缘（K和K'点）光学声子的电子-声子耦合常数成为可能。我们发现在$Γ$处的电子-声子耦合强度比在K（K '）处弱五倍，与共振谷内（2D'）和谷间（2D）拉曼特征的积分强度的比率的直接测量非常一致。我们还表明，电化学反应，发生在大的栅极偏置，可以利用有效地创建石墨烯中的缺陷，浓度高达约$1.4\times 10^{12}~\rm cm^{-2}$。在这样的缺陷浓度，我们估计，电子缺陷散射率仍然远小于电子声子散射率。掺杂后的G-和2D-模式的功能的演变仍然不受缺陷的存在和D模式的掺杂依赖性密切遵循其双声子（2D模式）泛音。最后，G-模式声子的线宽和频率以及掺杂石墨烯中的G-和2D-模式声子的频率遵循可用于精确估计载流子密度的样品无关相关性。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall
Mobility in Graphene Double Gate Field Effect Transistors
在这项工作中，双门场效应晶体管制造的单层石墨烯进行了研究。除了通过手动剥离的石墨烯沉积之外，应用常规的自上而下的CMOS兼容工艺。比较了单栅和双栅石墨烯场效应晶体管中的载流子迁移率。即使在双栅极石墨烯FET中，载流子迁移率也在几乎整个测量范围内超过硅的通用迁移率。在可比的尺寸下，超薄体绝缘体上硅MOSFET的迁移率无法与石墨烯FET值竞争。
2008-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measurement of mobility in dual-gated MoS2 transistors
原子级薄的半导体MoS 2对于高性能柔性电子和光电子器件具有极大的兴趣。在SiO2上使用背栅场效应晶体管（FET）结构的初始测量结果表明，对于少层MoS 2，迁移率为1-50 cm^2/Vs [1，2]。在SiO2上使用背栅场效应晶体管（FET）结构的初始测量结果表明，对于少层MoS 2，迁移率为1-50 cm^2/Vs [1，2]。然而，Radisavljevic等人最近报道了单层MoS 2的迁移率大大增加-高达900 cm^2/Vs。[Ref. 3.看Refs。4-6]，以及其他人[7，8]对于多层MoS 2，在由高k介电层和金属顶栅覆盖的器件中。对于电解质顶栅MoS 2也报告了类似的增加[9]。这些报告的一个令人困惑的共同点是，当使用弱耦合背栅（通常为300 nm的SiO2）测量时，双栅器件始终显示出比使用强耦合顶栅高得多的迁移率。虽然这种差异可能归因于顶表面和底表面的不同质量，但大的差异促使对测量技术进行仔细检查，以排除虚假效应。值得注意的是，已经表明在这种几何结构中迁移率可能被大大高估[10，11]。有很好的证据表明这是这里的情况[4-9];下面我们讨论Radisavljevic等人。[4]作为说明性的例子。
2013-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non Volatile MoS$_{2}$ Field Effect Transistors Directly Gated By Single Crystalline Epitaxial Ferroelectric
我们展示了非易失性，n型，背栅，MOS $_{2}$晶体管，直接放置在外延生长，单晶，PbZr $_{0.2}$ Ti $_{0.8}$ O $_{3}$（PZT）铁电体。该晶体管显示出良好的导通电流（19 $μA/μ$ m）、高的通断比（10 $^{7}$）和亚阈值摆幅（SS ~ 92 mV/dec），其中100 nm厚的PZT层作为背栅氧化物。重要的是，铁电极化可以直接控制沟道电荷，表现出明显的逆时针滞后。我们自洽地证实了铁电体的开关和相应的变化，从直接的时间依赖性测量的通道电流。我们的研究结果表明，它是可能的，以获得晶体管操作直接在极性表面上，因此，它应该是可能的集成二维电子与单晶功能氧化物。
2017-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Phosphorene FETs: Promising transistors based on a few layers of phosphorus atoms
本文综述了磷烯场效应晶体管的出现和进展，所有这些都是在大约一年的时间内完成的。在如此短的时间内，背栅FET演变为顶栅FET，栅极长度减小到亚微米范围，高k值或六方氮化硼的钝化具有时间、热和机械稳定性，欧姆接触在低温下实现，截止频率被推到10 GHz以上。磷烯的这些和其他有吸引力的特性使磷烯FET成为当前一代柔性电子器件以及未来一代超薄体低功耗高速高频晶体管的可行候选者。
2015-05-03 cond-mat.mes-hall
Vertical, electrolyte-gated organic transistors: continuous operation in the MA/cm$^2$ regime and use as low-power artificial synapses
有机半导体通常不被认为在高度集成的100 nm以下晶体管中表现出出色的性能。因此，单晶材料如SWCNT、MoS 2或无机半导体是这些纳米尺度的选择材料。在这里，我们表明，使用一种新型的垂直场效应晶体管设计，沟道长度仅为40 nm，占地面积为2 x 80 x 80 nm $^2$，使用电解质门控时，可以实现有机聚合物的高电气性能。我们的有机晶体管结合了高于3 MA/cm $^2$的高通态电流密度、高达108的通/断电流调制比和高达5000 S/m的大跨导。考虑到在大的开/关比下的高开态电流，我们的新型结构也显示出在人工神经网络中使用的前景，在人工神经网络中，它们可以作为忆阻器件以低于100 fJ的能量使用进行操作。
2019-02-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electrolyte-gated organic synapse transistor interfaced with neurons
我们展示了一种电解质门控混合纳米颗粒/有机突触（突触晶体管，称为EGOS），表现出短期可塑性的生物突触。EGOS的反应使其适合与神经元连接：在低至50 mV的尖峰电压（与神经元中动作电位的幅度相当）下观察到短期可塑性，并且典型的反应时间在数十毫秒的范围内。人神经母细胞瘤干细胞在EGOS上粘附并分化为神经元。我们观察到细胞的存在不会改变装置的短期可塑性。
2016-08-03 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph q-bio.NC
Electrically-gated near-field radiative thermal transistor
在这项工作中，我们提出了一个近场辐射热晶体管由两个石墨烯覆盖的碳化硅（SiC）板分开的纳米真空间隙。厚的SiC板充当热“源”和“漏”，而石墨烯片充当“门”，以通过对称或不对称地调节化学势与施加的偏压来调制近场光子隧穿。由涨落电动力学计算得到的辐射热通量随石墨烯化学势的变化而显著变化，这可以调节真空间隙中石墨烯等离子体激元之间的耦合。热调制，开关和放大，这是一个热晶体管所需的关键功能，理论上实现和分析。这项工作将为主动热管理、热电路和热计算铺平道路。
2015-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Multi-Branch Transport in a Back-gated WS$_2$ Transistor at Deep-Cryogenic Temperature
University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）；Tyndall National Institute, University College Cork（科克大学廷德尔国家研究所）；School of Chemistry, University College Cork（科克大学化学学院）；National Physical Laboratory（英国国家物理实验室）
该研究在深低温（20 mK）下表征背栅多层WS$_2$晶体管，发现其保持强栅极可调性（开关比>10^5），并观察到可重复的肩状开启特征，通过多有效导电分支并联的唯象模型加以解释。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Top Dielectric Induced Ambipolarity in an n-channel dual-gated Organic Field Effect Transistor
在单个有机场效应晶体管（OFET）中实现p型和n型操作对于简化复杂有机电路的设计至关重要。通常，在OFET中仅实现p型或n型操作，而相应的对应物或者被电荷捕获抑制或者被具有电极的注入势垒限制。在这里，我们表明，只有顶部电介质的存在下，变成一个双极性的n型聚合物半导体（N2200，Polyera ActiveInk），从底部和顶部门控OFET操作检测。该效应与沟道厚度和顶部电介质组合无关。变温传输特性表明，电子和空穴可以均匀地通过聚合物半导体的本体传输。
2020-05-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Effect of Coulomb carrier drag and terahertz plasma instability in p+-p-i-n-n+ graphene tunneling transistor structures
我们评估了由于带间隧穿而在耗尽i区产生的弹道电子和空穴对门控n区和p区中的电子和空穴的库仑拖曳对p+-p-i-n-n+石墨烯隧穿晶体管结构（GTTS）的电流-电压特性和阻抗的影响。拖曳导致在门控n-和p-区中的电流放大以及放大的拖曳电流和注入的隧穿电流之间的正反馈。足够强的阻力可以导致GTTS阻抗的负实部，从而使得等离子体不稳定性和等离子体振荡在太赫兹（THz）频率范围内的自激发成为可能。这种效应可能用于产生太赫兹辐射。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall
Hysteresis-Free Nanosecond Pulsed Electrical Characterization of Top-Gated Graphene Transistors
我们测量顶栅石墨烯场效应晶体管（GFET）与纳秒范围的脉冲栅极和漏极电压。由于高k电介质或石墨烯的缺陷，漏极电流在~10 μ s的时间尺度上降低~10%，与电荷捕获机制一致。脉冲操作导致无寄生电流的I-V特性，这是研究与短脉冲为75 ns和150 ns的漏极和栅极，分别。脉冲操作使得能够可靠地提取GFET的固有介电常数和迁移率值独立于扫描方向，这比从简单的DC表征获得的值高出两个因子。我们还观察到漏偏置引起的电荷捕获效应在横向场大于0.1 V/um。此外，使用建模和电容-电压测量，我们提取的电荷陷阱密度高达10^12 1/cm^2的顶栅电介质（这里是氧化铝）。我们的研究说明了具有高k值的顶栅GFET的重要时间和场依赖性缺陷，这对于该技术的未来发展必须仔细考虑
2014-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Double Gated Single Molecular Transistor for Charge Detection
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算和非平衡格林函数方法研究了1，3-环丁二烯（C $_{4}$ H $_{4}$）单分子晶体管（SMT）的静电行为.当分子被放置在电介质层（由金属栅极支撑）的顶部上并且在源极/漏极电极之间弱耦合时，电荷稳定性图揭示了在库仑阻塞机制中存在单独的电荷状态。这在添加另一个置于分子顶部的栅电极时受到显著影响。这种改进的双门控几何结构允许对系统的总能量进行额外的控制，该系统对分子的各个电荷状态敏感，这可以用作在室温下操作的电荷感测技术。
2014-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Single atom impurity in a Single Molecular Transistor
在双栅几何条件下，通过从头计算研究了杂质原子对单分子晶体管（SMT）静电行为的影响。电荷稳定性图携带杂质原子在这样的器件中的位置的唯一签名，其与分子的充电能量一起可以用作用于检测纳米电子器件中的这样的杂质状态的电子指纹。两个门控几何形状允许对静电的额外控制，如从对杂质的位置敏感的总能量表面（对于比荷状态）可以看出的。这些在室温下工作的器件可以提供优于在低温下工作的常规硅基单掺杂剂器件的显著优点。目前的方法可能是一个非常强大的工具，在一个单一的分子器件中的单个杂质原子的检测和控制，并在未来的分子电子学的应用。
2014-11-09 cond-mat.mes-hall
