Low-noise top-gate graphene transistors
我们报告的低频噪声在顶栅石墨烯晶体管的实验研究结果。背栅石墨烯器件通过添加与单层石墨烯沟道隔开20 nm HfO 2的顶栅来改性。测量结果显示，闪烁噪声水平较低，归一化噪声谱密度接近1/f（f是频率），Hooge参数低于2 x 10^-3。噪声谱密度对顶栅和底栅偏置的依赖性的分析帮助我们阐明了这些器件中的噪声源，并制定了电子噪声降低的策略。所获得的结果对于所有提出的石墨烯在电子和传感器中的应用都很重要。
2009-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-defined single-electron transistors in twisted bilayer graphene
本研究在近魔角扭曲双层石墨烯中实现了栅极定义的单电子晶体管，展示了可调的库仑阻塞共振，揭示了位移场诱导的能带重整化对量子器件的重要意义。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The role of charge traps in inducing hysteresis: capacitance - voltage measurements on top gated bilayer graphene
理解来自顶栅石墨烯晶体管的沟道电阻中的滞后的起源对于晶体管应用是重要的。跨顶部栅控双层石墨烯上的栅极氧化物的电容-电压测量显示具有约100 μs的充电和放电时间常数的滞后。然而，石墨烯沟道两端的测量电容没有显示出任何滞后，但是由于出现了阶而显示出在高沟道电压下的突然跳跃，这表明栅极和源极之间的滞后的起源是由于栅极氧化物和石墨烯界面中存在的电荷陷阱。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-performance bilayer metal-oxide thin film transistors using ultra-thin solution-processed ZrOx dielectric
本文报道了一种采用超薄ZrOx介质的高性能In 2 O3/InZnO双层金属氧化物（BMO）薄膜晶体管（TFT）。In 2 O3的薄层提供更高的载流子浓度，从而使电荷积累最大化并产生高载流子迁移率。厚的InZnO层控制电荷电导，导致低的关态电流和合适的阈值电压。因此，BMO TFT显示出比单层InZnO TFT（7.6 cm 2/V s）更高的场效应迁移率（37.9 cm 2/V s）。更重要的是，开/关电流比为109，亚阈值摆幅电压为120 mV/decade，以及阈值电压漂移（小于0.4 V）下的偏置应力为2.5小时，同时获得。这些有前途的性能是在3 V的低工作电压下获得的。这项工作表明，BMO TFT作为开关晶体管和小功率器件具有很大的潜在应用。
2014-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Graphene Field Effect Transistors: A Review
在过去的十年里，石墨烯及其在新型电子产品中的应用研究领域迅速发展。随着摩尔定律开始趋于平稳，工业中对后硅技术的需求变得越来越明显。此外，现有技术不足以实现太赫兹探测器和接收器，这是包括医学成像和安全扫描在内的许多应用所需要的。石墨烯被认为是用于替代现有CMOS技术中的硅以及实现用于太赫兹检测的场效应晶体管的关键潜在候选物，这是由于其显著的电子性质，其中在悬浮石墨烯样品中观察到的电子迁移率高达$2 \times 10^5$ cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$。这份报告回顾了石墨烯晶体管实现的背景下，石墨烯的物理和电子特性。综述和比较了常用的石墨烯制备技术，如机械剥离法、化学气相沉积法和外延生长法。与实现石墨烯晶体管相关的挑战之一是石墨烯是半金属的，具有零带隙，这在数字电子应用的背景下是麻烦的。因此，该报告还回顾了通过使用双层石墨烯和石墨烯纳米带打开石墨烯带隙的不同方式。一个传统的场效应晶体管的基本操作解释和文献中使用的关键数字的优点被提取。最后，对最先进的石墨烯场效应晶体管的一些示例进行了回顾，特别关注单层石墨烯、双层石墨烯和石墨烯纳米带。
2021-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Organic Electrochemical Transistor Arrays with Integrated Lipid-Sealed Femtolitre Chambers for Simultaneous Electrical and Optical Detection of Membrane Protein Activity
University of New South Wales（新南威尔士大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本文提出一种方法，利用PEDOT:PSS有机电化学晶体管制作52个离子敏感的阵列，每个都集成有脂质密封的微孔，用于同时进行电和荧光显微镜研究膜蛋白活性。
2026-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Valley-Landscape Engineering in Bilayer WSe$_2$ Gate-All-Around Transistors
Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Institute for Materials Science (NIMS)（物质·材料纳米构筑研究中心，日本国立材料研究所）；Kwansei Gakuin University（关西学院大学）
针对双层WSe$_2$中K-Γ谷分裂接近室温热能的特性，结合DFT与两谷器件模型，发现量子电容屏蔽保护亚阈值摆幅，有效迁移率由谷占据比决定，双轴压缩应变同时提升开态电流、抑制关态电流并改善开关比，建立了谷工程灵敏度最大化的设计原则。
2026-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical and Noise Characteristics of Graphene Field-Effect Transistors: Ambient Effects and Noise Sources
我们制作了大量的单层和双层石墨烯晶体管，并对其低频噪声特性进行了系统的实验研究。一个特别注意的是，以确定这些设备中的主要噪声源和老化的电流-电压和噪声特性的影响。对噪声谱密度与石墨烯沟道面积的关系的分析表明，对低频电子噪声的主要贡献来自石墨烯层本身，而不是来自接触。石墨烯晶体管由于暴露于环境超过一个月而老化导致噪声显著增加，这归因于石墨烯的迁移率降低和接触电阻增加。单层和双层石墨烯晶体管中的噪声谱密度要么随着偏离电荷中性点而增加，要么微弱地依赖于栅极偏置。这一观察结果证实了石墨烯晶体管的低频噪声特性与传统硅金属氧化物半导体场效应晶体管的低频噪声特性有质的不同。
2010-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Enabling P-type Conduction in Bilayer WS2 with NbP Topological Semimetal Contacts
针对p型WS2晶体管因深价带和带隙中间态难以实现的问题，提出利用拓扑半金属NbP作为双层WS2的p型接触，在室温下实现创纪录的5.8 μA/μm空穴电流，且该室温溅射工艺与CMOS兼容。
2024-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wafer Scale Homogeneous Bilayer Graphene Films by Chemical Vapor Deposition
双层石墨烯中电场诱导的带隙开放的发现为制造半导体石墨烯打开了新的大门，而无需积极的尺寸缩放或使用昂贵的衬底。然而，迄今为止，双层石墨烯样品仅限于μ m尺寸尺度，并且晶片级双层石墨烯的合成面临巨大挑战。在这里，我们报告均匀的双层石墨烯薄膜超过至少2英寸× 2英寸的面积，通过化学气相沉积在铜箔上合成，随后转移到任意基板。通过拉曼光谱、原子力显微镜（AFM）和透射电子显微镜（TEM）证实了石墨烯膜的双层性质。重要的是，空间分辨拉曼光谱证实双层覆盖率超过99%。通过对双栅极双层石墨烯晶体管的电输运测量进一步支持膜的均匀性，其中在98%的器件中观察到带隙开放。
2010-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Logic Performance with Semiconducting Bilayer Graphene Channels
在具有能隙（EG）的石墨烯中实现逻辑电路仍然是石墨烯电子学的主要挑战之一。我们发现，大的传输EGs（>100 meV）可以实现在一个简单的氧化铝钝化顶栅叠层下面的双栅双层石墨烯，直接接触石墨烯沟道，而没有插入缓冲层。随着EG的存在，石墨烯晶体管的电性能显著增强，如通过增强的开/关电流比、亚阈值斜率和电流饱和所表现的。第一次，互补的半导体逻辑石墨烯逆变器被证明比其金属对应物有很大的改进。这一结果可能为间隙工程石墨烯的逻辑应用开辟道路。
2010-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-energy electron-irradiation effect on transport properties of graphene field effect transistor
我们研究了低能量电子束照射到10 keV的石墨烯基场效应晶体管的影响。我们制造金属双层电极以接触$_2$上的单层和双层石墨烯薄片，获得比接触电阻率$ρ_c \simeq 19 kΩμm^2$和高达4000 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的载流子迁移率。通过使用高掺杂的p-Si/SiO $_2$衬底作为背栅，我们分析了器件的输运特性以及对压力和电子轰击的依赖性。我们表明，低能量照射是有害的晶体管电流能力，导致接触电阻的增加和载流子迁移率的减少，即使在电子剂量低至30 $e^-/nm^2$。我们还表明，经过几次重复的电气测量后，被照射的设备恢复到原始状态。
2016-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory and synthesis of bilayer graphene intercalated with ICl and IBr for low power device applications
石墨烯插层材料对于实现超低功率、基于激子冷凝物的双层赝自旋场效应晶体管（BiSFET）概念以及需要石墨烯层间电介质的其他新颖器件概念是潜在有希望的。利用密度泛函理论研究了氯化碘（ICl）和溴化碘（IBr）插层石墨烯的结构和电子性质。我们确定了ICl和IBr石墨烯插层化合物（GIC）的结构构型。我们还进行了深入的探索层间电子耦合，使用\textit{ab initio}计算。插层剂的存在掺杂石墨烯层。它还减少但不消除石墨烯层之间的电子耦合，这可以实现BiSFET操作。此外，我们提出了ICI-GIC合成和表征的实验结果。
2013-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-Contact-Resistance Graphene Devices with Nickel-Etched-Graphene Contacts
石墨烯基晶体管的性能通常受到金属-石墨烯接触两端的大电阻的限制。我们报告了一种实现石墨烯晶体管超低电阻金属接触的方法。通过在氢气中进行金属催化蚀刻的过程，在石墨烯中产生具有锯齿形边缘的多个纳米尺寸的凹坑，这些凹坑与沉积的镍金属化形成强化学键，用于源极-漏极接触，而不需要进一步退火。在电极金属化之前的这种容易的接触处理导致在单层石墨烯场效应晶体管中低至100 ohm-um的接触电阻，以及在双层石墨烯晶体管中低至11 ohm-um的接触电阻。该处理与互补金属氧化物半导体制造工艺兼容，并且在满足未来集成电路中石墨烯集成所需的接触性能方面具有很大的希望。
2013-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental signature of bandgap opening in bilayer graphene at metal contacts
当在两个石墨烯层之间引入电势差时，双层石墨烯（BLG）具有有限的带隙。已知电势差是由表面电荷转移引入的。因此，预期在金属接触处存在有限的带隙。在金属-BLG界面处的带隙可以通过背栅场效应晶体管中的超线性电流-电压特性来检测，所述超线性电流-电压特性由载流子隧穿通过带隙引起。超线性在正栅控区较高，这归因于Cr/Au电极的空穴掺杂。使用单层石墨烯（SLG）的对照实验不具有超线性，这与在金属-SLG界面处不预期相当大的带隙的事实一致。在金属-BLG界面处的带隙的开口是电极接触电阻的额外来源。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A generic tight-binding model for monolayer, bilayer and bulk MoS2
二硫化钼（MoS 2）是一种层状半导体材料，近年来作为一种新兴的电子器件材料而变得非常重要。作为本征半导体，二维MoS 2作为场效应晶体管中的沟道材料具有主要优点。在本工作中，我们确定了高精度的屏蔽杂化泛函的密度泛函理论（DFT）中的电子结构的二硫化钼，包括自旋轨道耦合。使用DFT电子结构作为目标，我们已经开发了一个单一的通用紧束缚（TB）模型，准确地产生三种不同形式的二硫化钼的电子结构-散装，双层和单层。我们的TB模型是基于Slater-Koster方法，具有非正交sp3 d5轨道，最近邻相互作用和自旋轨道耦合。TB模型对于基于MoS 2的电子器件中的量子输运的原子建模是有用的。
2013-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Space-Charge-Limited van der Waals Spin Transistor
Boston College（波士顿学院）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究通过二维反铁磁半导体实现空间电荷限制自旋晶体管，结合垂直和横向输运，展示门控调节的巨磁电阻及多级忆阻导电状态。
2026-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-Metallic Vertical Transistors Based on Stacked Dirac Materials
在场效应晶体管中使用金属作为沟道材料是一个持续的追求。全金属晶体管可以由原始的半金属狄拉克材料（例如石墨烯、硅烯和锗烯）制造，但是开/关电流比非常低。基于密度泛函理论，在由两种Dirac材料组成的垂直异质结构中，两种材料的Dirac锥在层间的弱范德华相互作用下仍然存在，由于动量失配，在没有声子的帮助下，从一种材料的Dirac锥到另一种材料的电子输运将被禁止.第一性原理量子输运模拟的全金属垂直狄拉克材料异质结器件证实存在的传输间隙超过0.4 eV，伴随着超过104的开关比。这种引人注目的行为对于两种狄拉克材料之间的相对旋转是鲁棒的，并且可以扩展到扭曲的双层石墨烯。因此，全金属结可以是半导体，为Dirac材料垂直结构在高性能器件中的应用开辟了一条新的途径，而不会打开它们的带隙。
2015-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-independent energy gap in non-covalently intercalated bilayer graphene on SiC(0001)
我们的第一性原理计算表明，通过过渡金属或碱金属的非共价插层，可以在SiC（0001）上的外延石墨烯中设计约0.12-0.25 eV的能隙，但源于不同的机制。前者是由于金属感应垂直电场和相互作用的综合作用，而后者则是由于内建电场的作用。该方案的一个很大的优点是，间隙尺寸几乎与高达1V/nm的栅极电压无关，从而保留了当被配置为场效应晶体管时调节石墨烯的费米能级的电手段。鉴于最近在插层石墨烯的实验技术方面取得的进展，我们的研究结果提供了一种将石墨烯与当前半导体工业结合起来的实用方法。
2016-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-induced insulating state in bilayer graphene devices
由一层或几层石墨组成的石墨烯基材料用于集成电子器件的潜力源于这些系统中的大的室温载流子迁移率（约100%）。10，000 cm2/Vs）。然而，诸如场效应晶体管的电子器件的实现将需要借助于栅电极来控制甚至切断导电性，这由于本征材料中不存在带隙而变得困难。在这里，我们展示了绝缘状态的受控感应-具有大的导电性抑制-在双层石墨烯中，通过使用双栅极器件配置，允许垂直于平面施加电场。电阻对温度和电场的依赖性，以及在单层器件中没有任何影响，强烈表明栅极诱导的绝缘状态起源于最近预测的价带和导带之间的带隙的开放。
2007-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene Bilayer Field-Effect Phototransistor for Terahertz and Infrared Detection
提出并分析了一种石墨烯双层光电晶体管（GBL-PT）。所考虑的GBL-PT具有以GBL作为沟道以及背栅和顶栅的场效应晶体管的结构。背栅的正偏置导致在沟道中形成导电源极和漏极部分，而负偏置的顶栅提供由光生空穴的电荷控制的势垒。GBL-PT的工作特性与栅压和势垒区电荷变化时沟道不同区域的电位分布和能隙的变化有关。使用开发的GBL-PT器件模型，光谱特性，暗电流，响应率和探测率作为施加的电压，入射光子的能量，电子和空穴散射的强度，和几何参数的函数进行计算。结果表明，GBL-PT的光谱特性是电压调谐的。在太赫兹和红外探测器中，GBL-PT作为光电探测器的性能明显优于其他光电探测器。
2009-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Introduction to Graphene Electronics -- A New Era of Digital Transistors and Devices
硅基晶体管的速度在最近十年已经达到了一个僵局，主要是由于缩放技术和短沟道效应。相反，石墨烯（一种具有原子厚度的革命性新材料）已显示出具有良好的导电性价值。因此，石墨烯似乎可以减轻与硅基晶体管相关的一些缺点。正是由于这个原因，这种材料被认为是替代纳米级晶体管中硅的最突出的候选材料之一。这里的主要症结在于石墨烯本质上是无间隙的，然而，晶体管需要与明确定义的ON/OFF逻辑状态有关的带隙。因此，如何在石墨烯同素异形体中产生这种带隙是一个不断发展的研究领域。现有的方法包括纳米带、双层和多层结构、碳纳米管以及石墨烯基底的使用。石墨烯晶体管通常可以根据两种工作原理进行分类。第一个是单个石墨烯层、纳米管或碳纳米管可以充当晶体管沟道，电流沿着水平轴传输。第二种机制被认为是隧穿，无论是单个石墨烯层上的带对带，还是相邻石墨烯层之间的垂直隧穿。高频石墨烯放大器是最近研究中的另一个话题，因为它不像逻辑电子器件那样需要明确的ON/OFF状态。本文综述了石墨烯的物理性质和制造方法，以及石墨烯基电子器件，晶体管和高频放大器从过去到现在的研究。最后，我们提供了关于未来发展的可能前景。
2013-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transconductance as a Probe of Valley Thermodynamics in Multilayer WSe$_2$
Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Institute for Materials Science (NIMS)（物质·材料纳米结构研究センター（MANA），国立物質研究所（NIMS））；Department of Nanotechnology for Sustainable Energy, Kwansei Gakuin University（关西学院大学持続可能エネルギーナノテクノロジー学科）
研究通过跨导探测多层WSe₂中谷间载流子再分布的非线性输运特征，揭示了谷热力学的内部电子自由度，并展示了标准晶体管测量中隐藏的非线性响应。
2026-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gated Conductance of Thin Indium Tin Oxide - The Simplest Transistor
晶体管是现代电子设备的基本构件。到目前为止，所有的晶体管都是基于各种类型的半导体结。最常见的双极结晶体管和金属氧化物半导体场效应晶体管包含pn结，以根据跨结施加的偏置来控制电流。薄膜晶体管需要金属-半导体结来从其沟道注入和提取电子。在此，通过荫罩在生物聚合物壳聚糖/ITO/玻璃衬底上涂覆重掺杂的薄氧化铟锡（ITO）膜，我们可以获得高性能的无结透明有机-无机混合薄膜晶体管。据我们所知，这可能是世界上最简单的晶体管，不仅在结构上，而且在制造过程中。此外，发现使用增强的壳聚糖/SiO2混合双层电介质叠层的设备性能大大增强。我们的研究结果清楚地表明，这种架构可以导致一类新的低成本晶体管。
2012-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Transport spectroscopy of ultraclean tunable band gaps in bilayer graphene
本文通过温度激活输运和有限偏压谱学测量研究了栅控双层石墨烯的可调带隙，证明石墨栅控器件具有极低无序和几乎无子带隙态，实现了高达120 meV的超净可调带隙，为半导体应用奠定基础。
2022-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Isolating the natural edges of bilayer graphene in gate-defined mesoscopic devices
University of Basel（巴塞尔大学）；Advanced Materials Laboratory, National Institute for Materials Science（国家材料科学研究所先进材料实验室）；Solid State Physics Laboratory, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院固体物理实验室）；Swiss Nanoscience Institute（瑞士纳米科学研究所）
本研究提出石墨栅极架构隔离双层石墨烯天然边缘，实现静电定义霍尔棒，揭示边界散射特征，制备的场效应晶体管获创纪录量子迁移率。
2026-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultra-steep slope cryogenic FETs based on bilayer graphene
针对低温MOSFET亚阈值斜率受界面缺陷限制的问题，研究制备了六方氮化硼封装、石墨栅极的Bernal堆叠双层石墨烯FET，在0.1K下实现250μV/dec的超低反向亚阈值斜率，接近玻尔兹曼极限，为低功耗低温量子控制电子器件提供了新方案。
2024-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging, simulation, and electrostatic control of power dissipation in graphene devices
我们使用红外热显微镜直接成像功能的单层和双层石墨烯场效应晶体管（GFET）中的热点形成。与电热输运模型相关提供了对载流子分布、场和GFET功耗的深入了解。热点对应于沿着GFET的最小电荷密度的位置;通过改变所施加的偏压，这可以在电极之间移位或在双极传输中保持在沟道的中间。有趣的是，热点形状具有单层石墨烯与双层石墨烯中的态密度的印记。更广泛地说，我们发现，热成像结合自洽模拟提供了一种非侵入性的方法，更深入地研究纳米器件中的传输和能量耗散。
2010-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gap state analysis in electric-field-induced band gap for bilayer graphene
双栅双层石墨烯场效应晶体管在室温下的低电流开/关比的起源被认为是间隙态的可变范围跳跃。然而，尚未进行间隙状态的定量估计。在这里，我们报告的系统估计的能隙的量子电容和运输测量和状态密度的间隙状态的电导方法。在最大位移场为~3.1 V/nm时，得到了~250 meV的能隙，在20 K时电流开/关比为~3*10^3.带隙态的态密度在10^12 ~ 10^13 eV^-1 cm ^-2的后半部分。尽管目前高k氧化物/双层石墨烯界面处的大量能隙态限制了电流的开/关比，但我们的研究结果表明，通过不断改进栅堆叠，能隙态降低到约10^11 eV^-1cm^-2以下，使双层石墨烯成为未来纳米电子器件应用的有希望的候选材料。
2015-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Direct growth of mm-size twisted bilayer graphene by plasma-enhanced chemical vapor deposition
等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术已被证明是一种有效的方法，可以实现高质量单层石墨烯（MLG）的单步合成，而不需要主动加热。在这里，我们报告的PECVD生长的单晶六方双层石墨烯（BLG）的薄片和毫米大小的BLG薄膜的层间扭曲角控制的生长参数。扭转角已确定由三种实验方法，包括通过扫描电子显微镜，分析的扭转角依赖的拉曼光谱特性，并测量莫尔周期的两个堆叠的单分子膜之间的晶体边缘的相对取向的直接测量。在mm尺寸的扭曲BLG（tBLG）膜中，平均扭曲角可以控制在0至约20 \degree，并且对于给定生长条件的角展度可以限制为< 7 \degree。利用Kelvin探针力显微镜和紫外光电子能谱学证实了MLG和BLG的不同功函数。基于小角度tBLG样品的背栅场效应晶体管器件的电学测量显示，在300 K下具有高质量的电学特性，绝缘温度依赖性低至100 K。这种受控的PECVD生长的tBLG因此提供了一种有效的方法来研究不同的莫尔电位对tBLG的影响。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically controllable router of interlayer excitons
允许光信号的重新路由、调制和检测的光电子器件对于电信技术将是极其有益的。这种器件最有前途的平台之一是激子器件，因为它们提供非常有效的光耦合。特别重要的是那些基于间接激子，因为它们的寿命长。在这里，我们展示了激子晶体管和路由器的基础上双层的WSe2。由于其强的偶极矩，双层WSe 2中的激子可以被横向电场控制。同时，与基于过渡金属二硫属化物的人工堆叠异质结构中的间接激子不同，天然堆叠双层提供长激子寿命、较小的非辐射损耗，并且制造简单得多。
2019-11-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Impact of Disorder Dynamics and Multi-Domain Kinetics on the Sliding Ferroelectricity of CVD-Grown 3R-WSe2 Bilayers
Indian Institute of Technology, Kharagpur（印度理工学院哈格普尔分校）
本研究利用石墨烯基铁电场效应晶体管研究CVD生长的3R-WSe2双层滑动铁电性，发现生长诱导的结构无序显著影响极化翻转，而多畴动力学主导铁电响应的演化。
2026-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Layer-by-layer growth of highly aligned MoS$_2$ nanoribbon arrays
Kyushu University（九州大学）；The University of Osaka（大阪大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）；Kumamoto University（熊本大学）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（国立产业技术综合研究所）
本研究提出一种化学气相沉积方法，在蓝宝石表面逐层生长高度排列的MoS2纳米带阵列，可控制层数至四层，双层器件性能显著提升，为TMD纳米带晶体管提供可扩展途径。
2026-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the gap in bilyaer graphene using chemical functionalization: DFT calculations
以可控的方式打开石墨烯电子光谱中的能隙对于许多潜在应用是必要的，包括高效的碳基晶体管。我们已经表明，这可以通过双层石墨烯的化学功能化来实现。使用各种掺杂剂，例如H、F、Cl、Br、OH、CN、CCH、NH2、COOH和CH 3，可以在0.64和3 eV之间平滑地改变带隙，并且具有能隙的状态对应于最低能量构型是稳定的。双层石墨烯的结构特性的特殊性相比，散装石墨进行了讨论。
2008-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Direct synthesis of single-crystal bilayer graphene on dielectric substrate
本文提出一种利用单晶单层石墨烯作为籽晶层，并通过铜纳米粉末远程催化，在介电衬底上直接同质外延生长高质量单晶双层石墨烯的方法，所制器件室温迁移率达2297 cm²/Vs。
2025-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Moire-Engineered Ferroelectric Transistors for Nearly Trap-free, Low-Power and Non-Volatile 2D Electronics
Indian Institute of Science（印度科学研究所）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；National Institute of Technology, Agartala（阿加塔拉国立技术学院）
通过莫尔工程铁电晶体管实现低功耗、非易失性二维电子功能，利用原子级清洁界面和超快铁电切换。
2025-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Achieving Bright Organic Light Emitting Field Effect Transistors with Sustained Efficiency through Hybrid Contact Design
针对双层有机发光场效应晶体管电荷传输不平衡导致高亮度下效率滚降的问题，提出透明有机/无机混合接触设计，经数值模拟验证可在宽亮度、电流密度范围维持稳定外量子效率，为有机电子领域提供理想发光器件方案。
2023-06-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
CVD grown bilayer MoS2 based artificial optoelectronic synapses for arithmetic computing and image recognition applications
Indian Institute of Technology, Bombay（孟买印度理工学院）；National Institute for Materials Science（日本国立材料研究所）；Jackson State University（杰克逊州立大学）；Institute of Physics, Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国家研究所）
基于双层MoS2的突触器件实现低功耗神经形态计算，具备算术运算和图像识别能力。
2026-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Using top graphene layer as sacrificial protection during dielectric atomic layer deposition
我们研究了远程等离子体增强原子层沉积（PE-ALD）的石墨烯底层氧化物（HfO 2和Al 2 O3）的结构损伤。介电膜生长在双层石墨烯上，而不会对底部石墨烯层造成显著损伤。基于拉曼光谱，我们证明了底部石墨烯层具有单层石墨烯的显著特征。在初始半周期PE-ALD期间，上部石墨烯层与金属前体反应，形成均匀的成核岛或活性金属碳化物层。在单层电介质覆盖之后，底部石墨烯层具有额外的保护。上层石墨烯层作为牺牲层，不仅促进了石墨烯上电介质的粘附，而且保护了底层石墨烯层的晶格对称性。我们的研究结果表明，双层石墨烯允许控制/限制在ALD过程中的缺陷的程度，并可能是一个很好的起始材料，用于构建场效应晶体管和传感器件。
2014-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Large Transport Gap Modulation in Graphene via Electric Field Controlled Reversible Hydrogenation
石墨烯由于其高电子迁移率，灵活性和稳定性而在下一代电子产品的开发中引起了人们的兴趣。然而，石墨烯晶体管由于不存在带隙而具有差的开/关电流比。引入能隙的一种方法是使用氢化反应，其将石墨烯转变成具有sp3键的绝缘石墨烷。在这里，我们表明，一个电场可以用来控制导电体到绝缘体的转变，通过可逆的电化学氢化在含有解离氢离子的有机液体电解质中的微尺度石墨烯。完全氢化的石墨烯表现出200 Gohm/sq的下限薄层电阻，导致石墨烯场效应晶体管在室温下具有10^8的开/关电流比。这些器件还具有高耐久性，开关周期高达一百万次。在双层石墨烯中也观察到类似的绝缘行为，而三层石墨烯在氢化后保持高度导电。石墨烯晶格的变化，以及从sp2到sp3杂化的转变，通过原位拉曼光谱证实，由第一性原理计算支持。
2021-04-30 cond-mat.mtrl-sci
