Correlation between resistance fluctuations and temperature dependence of conductivity in graphene
单层石墨烯1 -3的电阻R（T）的弱温度依赖性表明载流子的非常高的本征迁移率。重要的并发症是移动散射中心，强烈修改电荷传输的存在下，并存在强烈的介观电导波动，在石墨烯中，持续到相对较高的温度4，5。在这封信中，我们研究了当温度降低到70 K以下时，我们在石墨烯薄片中发现的电阻的惊人变化。我们认为，这些变化R（T）产生的散射电子波干扰，导致电阻波动的温度依赖性。使用场效应晶体管配置，我们通过调谐到对应于电阻波动的特定特征的不同栅极电压来详细地从R（T）的测量来验证这种解释。我们提出了简单的表达式，模型R（T）在低和高载流子密度。
2009-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Negative Contact Resistances in Graphene Field-Effect Transistors
石墨烯场效应晶体管中的接触电阻（RC）的栅电压（VG）依赖性的特征在于传输线模型。Ag、Cu和Au接触的RC-VG特性在电荷中性点附近显示出下降，并且随着Ag接触变得甚至为负。通过考虑金属接触边缘附近的金属接触引起的电位变化的模型计算，很好地再现了浸结构。明显为负的RC源于从金属接触到石墨烯沟道的载流子掺杂，并且当掺杂效应比精确地在接触处的实际接触电阻更大时出现。负RC可以出现在与诸如石墨烯的Dirac锥系统的金属接触处。
2012-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of back-gate on contact resistance and on channel conductance in graphene-based field-effect transistors
研究了单层和双层石墨烯背栅场效应晶体管的接触电阻和传输特性。我们分别测量了Ni和Ti的约7kohm* um 2和约30kohm* um 2的比接触电阻率。我们发现，接触电阻是一个显着的贡献者的总源漏电阻，它是调制的背栅电压。我们测量的传输特性，显示双浸功能，我们解释为掺杂的影响，由于从接触引起的最小状态密度的接触下，在不同的栅极电压的沟道中的石墨烯的电荷转移。
2012-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diffusion theory of electrical contact resistance of "thermoelectric superlattice metal" couple
本文提出了热电超晶格（TES）-金属偶接触电阻的严格扩散理论，估计了传统抛物谱热电材料和Fivaz模型描述的超晶格接触电阻的极限。
2022-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-Tunable Tunneling Resistance in Graphene/Topological Insulator Vertical Junctions
基于石墨烯的垂直异质结构，特别是与其他层状材料相结合的堆叠，在纳米电子学方面很有前途。石墨烯和拓扑绝缘体这两种模型狄拉克材料的堆叠可以显著地扩大范德华异质结构的家族。尽管对这两种材料有了很好的了解，但是组合的垂直异质结的电子输运性质仍然是未知的。在这里，我们展示了Bi 2Se 3纳米片和单层石墨烯之间的垂直异质结的实验实现。在低温下，通过垂直异质结的电子输运由隧穿过程主导，该隧穿过程可以通过栅极电压有效地调节以改变费米表面附近的态密度。在磁场的存在下，量子振荡观察到由于量子化的朗道能级在石墨烯和二维表面状态的Bi 2Se 3。此外，我们观察到一个奇异的栅极可调隧道电阻下的高磁场，显示电阻最大值时，底层石墨烯成为量子霍尔绝缘体。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing Atomic-Scale Negative Differential Resistance in Bilayer Graphene
利用扫描隧道显微镜研究了碳化硅衬底上双层石墨烯的原子尺度隧穿特性。高分辨率的隧道光谱揭示了一个意想不到的负微分电阻（NDR）在狄拉克能量，空间上变化的单层石墨烯的单个单元电池内。在横向电场作用下，双层石墨烯的电子能谱中出现了两个近能隙范霍夫奇异点，它们强烈地局域在不同层的两个亚晶格上，从而解释了负折射的起源.此外，发现隧道接触附近的缺陷通过电子干涉强烈影响NDR。我们的结果提供了一个原子水平的理解量子隧穿在双层石墨烯，并构成了一个有用的一步，石墨烯为基础的隧穿器件。
2013-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designs for programmable quantum resistance standards based on epitaxial graphene p-n junctions
我们报道了顶栅外延石墨烯pn结的制造和测量，其中剥离的六方氮化硼（h-BN）用作栅极电介质。在冯·克利青常数R_K下，对单结四端纵向电阻进行了量子化，其相对不确定度为10-7。在探索了众多的参数空间之后，我们总结了这些设备可以用作潜在电阻标准的条件。此外，我们还提供使用外部门控的可编程电阻标准设计，其数量级超过6个。
2022-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kapitza thermal resistance across individual grain boundaries in graphene
我们使用广泛的经典分子动力学（MD）模拟研究了悬浮单层石墨烯中单个晶界的热输运。我们利用二维相场晶体方法构建了含有对称倾斜角晶界的双晶石墨烯样品，然后利用分子动力学方法对样品进行弛豫。相应的Kapitza电阻，然后使用非平衡MD模拟计算。我们发现，Kapitza电阻强烈地依赖于倾斜角，并显示出明确的相关性，在一个给定的晶界缺陷的平均密度，但并不强烈相关的晶界线张力。我们还表明，量子效应是显着的定量测定Kapitza电阻通过应用模式的模式的量子校正的经典MD数据。修正后的数据与量子力学的Landauer-Bütticker计算结果符合得很好。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical control of multiple resistance levels in graphene for memristic applications
本文提出利用hBN/石墨烯异质结构实现光学可调的多电阻态忆阻器，通过光致掺杂控制电阻水平，并建立定量模型，进而设计忆阻交叉阵列用于向量-矩阵乘法。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal rectification and interface thermal resistance in hybrid pillared-graphene and graphene: A molecular dynamics approach
在本研究中，我们研究了杂化柱撑石墨烯和石墨烯（PGG）系统的热整流和热阻。这是通过经典的分子动力学模拟（MD），也与连续模型。首先，采用分子动力学模拟和傅立叶变换计算了柱撑石墨烯和石墨烯的热导率。我们的研究结果表明，柱撑石墨烯的热导率比石墨烯小一个数量级。接下来，通过沿PGG的纵向方向施加正和负温度梯度，检查热整流。MD结果表明，对于36至86 nm范围内的长度，热整流几乎保持恒定（~3-5%）。我们还研究了PGG界面两侧的声子态密度。DOS曲线表明，有声子散射在低频（声学模式），这取决于在系统中施加的温度梯度方向。因此，我们可以介绍PGG作为一个有前途的热整流器在室温下。此外，在接下来的工作中，我们还探讨了温度分布的PGG使用连续介质模型。由连续介质模型得到的结果预测了分子动力学的结果，如上半层和下全层石墨烯的温度分布，界面处的温度差以及热阻。
2019-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contact resistance at planar metal contacts on bilayer graphene and effects of molecular insertion layers
考虑到金属接触处界面电荷转移形成的带隙，研究了金属-双层石墨烯（BLG）接触电阻的可能来源。我们的研究结果表明，电荷注入势垒（肖特基势垒）不有助于接触电阻，因为BLG下的接触总是简并掺杂。我们还表明，接触掺杂引起的BLG的态密度（DOS）的金属接触下的增加降低了接触电阻，由于增强的载流子隧道在接触。可以通过将分子掺杂剂层插入到金属接触中来增强接触掺杂。然而，通过插入层的载流子隧穿增加了接触电阻，因此，应当采用替代的器件结构。最后，我们表明，通过可变范围跳跃通过间隙状态的带间传输是最大的贡献者接触电阻时，栅极沟道的载流子类型是相反的接触掺杂载流子类型。这表明，接触电阻降低的接触掺杂引起的DOS的增加的策略是有效的，只有一个单一的沟道传输分支（n型或p型），这取决于接触掺杂载流子类型。
2017-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum resistance metrology in graphene
我们已经在1 $μ$ m宽的石墨烯霍尔条中进行了量子霍尔电阻的表征。$ν=\pm 2$量子霍尔平台中心的纵向电阻率在20 m $Ω$至2 $μ$ A的测量噪声内消失。我们的研究结果表明，这些平台的量化是在实验的不确定性（15 ppm为1.5 $ μ$ A电流）等于在传统的半导体。本实验的主要限制是在量子霍尔制度中的相对高的接触电阻，导致电压触点上的噪声显著增加，并且当施加高电流时样品加热。
2008-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unusual Resistance Hysteresis in n-Layer Graphene Field Effect Transistors Fabricated on Ferroelectric Pb(Zr_0.2Ti_0.8)O_3
我们在外延铁电Pb（Zr_0.2Ti_0.8）O_3（PZT）薄膜上制备了n层石墨烯场效应晶体管。在低栅极电压下，PZT表现为高k电介质，k高达100。一个不寻常的电阻滞后发生在门扫描在高电压，其方向相反的预期从PZT的极化切换。亚稳态的弛豫是热激活的，在300 K下具有50-110 meV的激活势垒和6小时的时间常数。我们将其起源归因于吸附在石墨烯-PZT界面处的水分子的缓慢解离/重组动力学。这种鲁棒的滞后可以潜在地用于构造石墨烯-铁电混合存储器器件。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sensing Remote Bulk Defects Through Resistance Noise in a Large Area Graphene Field Effect Transistor
衬底在决定石墨烯场效应器件的输运和低频噪声行为中起着至关重要的作用。典型地，重掺杂Si/SiO $_2$衬底用于制造这些器件以用于有效的选通。接近石墨烯/衬底界面的俘获-去俘获过程是石墨烯通道中电阻波动的主要来源，而由于衬底本体内部的任何远程电荷波动而产生的库仑波动被重掺杂衬底有效地屏蔽。在这里，我们提出了在轻掺杂Si/SiO $_2$衬底（N $_A$ $\sim$ 10 $^{15}$ cm $^{-3}$）上制备的大面积CVD石墨烯场效应晶体管（FET）的电子输运和低频噪声特性。通过对不同温度下的输运、噪声和电容的系统表征，我们发现Si/SiO $_2$界面对石墨烯中的电荷输运有很大的影响，硅衬底内部的电荷波动都可以被石墨烯沟道感应到.该器件的电阻（R）对背栅电压（V $_{bg}$）的特性示出了在SiO $_2$ /Si界面处形成的耗尽区周围的驼峰，这通过电容（C）-电压（V）测量来确认。对这些制造的器件的低频噪声测量显示接近耗尽区的噪声幅度的峰值。这表明，由于在Si/SiO $_2$界面处不存在任何电荷层，屏蔽能力降低，因此，硅衬底内部的深能级库仑杂质的任何波动都可以通过迁移率波动作为石墨烯沟道中的电阻噪声被观察到。在同一衬底上的离子液体门控石墨烯上的噪声行为没有表现出这样的噪声峰，并且可以通过靠近石墨烯通道的界面捕获-去捕获过程来解释。
2022-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current Driven tri-stable Resistance States in Magnetic Point Contacts
正常和铁磁金属之间的点接触进行了研究，使用磁阻和运输光谱测量结合微磁模拟。观察到点接触电阻对偏置电流和外部磁场的明显滞后。据发现，这种滞后电阻可以表现出，除了在普通的自旋阀中发现的双稳态电阻状态，三稳态电阻状态与中间电阻水平。我们解释这些观察的表面自旋阀和自旋涡旋状态，从一个大大修改的自旋结构在铁磁界面接触核心。我们认为，这些表面自旋态，受到削弱的交换相互作用，主导的纳米尺度上的自旋转移力矩的影响。
2009-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum resistance metrology using graphene
在本文中，我们回顾了最近的非凡进展的发展，一个新的量子标准的电阻基于石墨烯。我们讨论了这种材料系统的电阻计量的独特属性，并讨论了最近有史以来最高精度的直接比较石墨烯和传统的GaAs之间的霍尔电阻的结果。我们主要集中在我们的审查外延生长在SiC上的石墨烯，到目前为止，该系统导致了最好的结果。简要介绍了另外两种石墨烯材料体系--剥离石墨烯和化学气相沉积石墨烯的研究进展，并与SiC石墨烯进行了比较。最后，我们讨论了石墨烯在计量学中的其他可能应用。
2013-07-18 cond-mat.mes-hall
Atomic-scale model for the contact resistance of the nickel-graphene interface
我们进行第一性原理计算的电子输运通过镍-石墨烯界面。四种不同的几何形状被认为是，其中的接触面积，石墨烯和镍的表面取向和终止石墨烯边缘的钝化是不同的。我们发现石墨烯层和镍表面之间形成共价键，与其他理论研究一致。我们计算了四个系统的能量依赖电子传输，发现系统具有非常相似的边缘接触电阻，与镍和石墨烯之间的接触面积无关，并且与最近的实验数据非常吻合。一个简单的模型，其中石墨烯与金属表面键合，结果是通用的共价键合的石墨烯，和最小可达到的边缘接触电阻是石墨烯的理想边缘量子接触电阻的两倍。
2012-04-03 cond-mat.mes-hall
Making Consistent Contacts to Graphene: Effect of Architecture and Growth Induced Defects
研究了接触结构、石墨烯缺陷密度和金属-半导体功函数差对金属-石墨烯接触电阻率的影响。发现在石墨烯底部具有金属的架构产生比石墨烯顶部的金属低4倍且最一致的折射率。发现石墨烯膜中的生长缺陷进一步将电阻率降低2倍。使用方法和所用金属的组合，使用钯作为接触金属，石墨烯的接触电阻率已经降低了10倍至1200 ± 250欧姆-μ m。虽然改进的一致性是由于金属能够接触底部架构上的金属中的未污染的石墨烯，但是在具有相同金属的有缺陷的石墨烯上观察到的较低的接触电阻率归因于沟道中量子传输模式的数量增加。
2016-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Precision quantization of Hall resistance in transferred graphene
我们表明，转移石墨烯制成的量子电阻标准达到半导体器件的不确定度，目前的参考系在计量学。剥离并转移到GaAs上的大石墨烯器件（150 \times 30 \mum 2）显示出具有（-5.1 \pm 6.3）\times 10-9的精度的量化，伴随着在超过10 \muA的电流水平下消失的纵向电阻。虽然这种性能以前仅用外延生长的石墨烯实现，但我们的实验表明，对于剥离的石墨烯或通过化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯不可避免的转移步骤与高质量量子电阻标准的要求相容。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall
Low Resistance Metal Contacts to MoS2 Devices with Nickel-Etched-Graphene Electrodes
我们报告了一种方法，以实现低电阻接触到二硫化钼晶体管的固有性能的二硫化钼沟道保存。通过干转移技术和金属催化的石墨烯处理工艺，在MoS 2上制造了镍蚀刻的石墨烯电极，其产生低至200 ohm-um的接触电阻。与纯镍电极相比，显著的接触增强（约2个数量级）归因于镍-石墨烯电极的功函数小得多，以及经处理的石墨烯表面中之字形边缘的存在增强了镍和石墨烯之间的隧穿的事实。为此，清洁的石墨烯-MoS 2界面和低电阻的镍-石墨烯界面的成功制造对于实验测量的低接触电阻是至关重要的。在这项工作中展示的使用石墨烯作为电极夹层的潜力为实现高性能的下一代晶体管铺平了道路。
2014-12-29 cond-mat.mes-hall
All-graphene edge contacts: Electrical resistance of graphene T-junctions
使用从头算方法，我们调查的可能性，三端石墨烯“T型结”的设备，并表明，这些所有的石墨烯边缘接触是积极可行的，当1D接口本身是免费的外来原子。我们研究各种结结构的原子尺度几何形状的函数的能量。三端平衡格林函数被用来确定系统的透射光谱和接触电阻。我们发现最对称的结构具有显著的结合能，并且我们确定结中的接触电阻在1-10千欧姆的范围内，这与边缘接触的石墨烯-金属接触所报道的最佳接触电阻相当。我们的结论是，进行全碳T型接头应该是可行的。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall
Investigating thermal transport in knotted graphene nanoribbons using non-equilibrium molecular dynamics
在这项工作中，我们通过非平衡分子动力学模拟研究了石墨烯纳米带的热输运中的结的效果。我们考虑的情况下，一个，两个，和三个节点。温度跳跃出现在结所处的温度曲线中，这表明它们在系统中引入热阻，类似于存在于两种不同材料和/或具有缺陷和/或晶格畸变的单一材料之间的界面Kapitza电阻。我们发现，由每个单独的结引入的热阻基本上是相同的，因为总电阻随着结的数量线性增加，因为它们表现为串联关联的热阻。此外，布置中每个结之间的相对位置不会强烈地影响由温度梯度产生的热流，显示出弱的热整流效应。
2022-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mini array of quantum Hall devices based on epitaxial graphene
为了实现量子电阻标准的升级，研究了四个基于外延石墨烯薄膜的量子霍尔效应（QHE）器件的串联。当温度为1.5 K时，从相对低的磁场（在4 T和5 T之间）开始，在填充因子i = 2时，测试的器件显示量子霍尔平台RH，2。在B = 7 T和T = 1.5 K时，使用商用精密电阻电桥，通过QHE器件的电流为50微安，对通过三重串联和外部键合线连接的四个QHE器件的量化霍尔电阻进行了精密测量。结果表明，4个石墨烯基QHE器件串联的量子化霍尔电阻与期望值4*RH，2 = 2 h/e^2的偏差小于所用电阻电桥限制的测量相对标准不确定度（< 1*10^-7）。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extraction of the short-range defect potential parameters from available experimental data on the graphene resistance
我们考虑一个问题，利用现有的实验数据，其电阻的单层石墨烯样品的散射电位的信息。我们想到了一个发展的研究描述超高迁移率的电子悬浮样品没有化学掺杂。至于实际的掺杂杂质在这种情况下，使库仑散射可以忽略不计，我们认为模型的短程散射的潜力。短程势的模型被假定为由环或圆周的紧密邻近来支持。圆的直径被认为是晶格间距的数量级。模型势的空核保证了对非物理短波模式的抑制。研究了两种模型：圆周上的三角函数（三角壳）和年度井。前者的优点是简单，而后者的优点是规则性。我们考虑这些潜在的电子散射，并获得精确的明确的散射数据的公式。本文讨论这些公式在计算观测量中的应用。也就是说，我们分析了这种散射对石墨烯电阻的贡献，并根据我们的理论公式绘制了电阻率作为费米能量的函数。所获得的结果与实验一致，其中电阻被测量为悬浮退火石墨烯上的费米动量的函数。这一事实给出了一种可能性，以找到参数的建模电位的基础上的可用的实验数据的电阻的悬浮石墨烯样品与栅极电压控制的费米能级位置。这对于应用程序来说非常重要。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic resistance peaks in AB-stacked multilayer graphene with odd number of layers
在偶数层AB堆叠的多层石墨烯的电阻与载流子密度的关系图中发现了本征电阻峰（脊）结构，这是由于费米面的拓扑结构发生了变化。在这里，这些结构在具有奇数层的AB堆叠多层石墨烯中进行了研究在相对于载流子密度和垂直电场绘制的图上出现的本征电阻峰值显示出取决于石墨烯的晶体结构的特定图案，并且与具有偶数层的石墨烯的那些性质不同。利用由磁阻振荡确定的朗道能级结构的信息对色散关系和半经典电阻率进行了数值计算，发现这种差异源于电子能带结构上的奇偶层数效应。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Resistance noise in electrically biased bilayer graphene
我们证明了双层石墨烯中的低频电阻波动或噪声与其能带结构密切相关，并且当导带和价带之间的间隙为零时显示出最小值。利用双栅双层石墨烯器件，我们独立地调节了零禁带和电荷中性点，这为研究双层石墨烯的低能能带结构、电荷局域化和屏蔽特性提供了一种通用的机制.
2008-12-16 cond-mat.mes-hall
Contact resistance and shot noise in graphene transistors
在金属接触附近的石墨烯中自然地产生电势台阶。我们研究了这些步骤对石墨烯场效应晶体管输运的影响。我们给出了简单的表达式来估计接触的总电阻和噪声中的扩散和弹道制度的电压依赖性的贡献。
2008-12-20 cond-mat.mes-hall
Tunable Negative Differential Resistance in Planer Graphene Superlattice Resonant Tunneling Diode
在本文中，我们报告了可控的负微分电阻（NDR）在一个拟议的平面石墨烯超晶格结构。预测峰谷比（PVR）的高值。这是重要的，因为在低偏压下出现具有高PVR的NDR。我们的发现是重要的，因为除了石墨烯的其他潜在应用之外，还提出了在电子器件（例如共振隧穿二极管和滤波器）中实现基于石墨烯的超晶格。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall
Local breakdown of the quantum Hall effect in narrow single layer graphene Hall devices
我们已经分析了由剥离的单层石墨烯转移到SiOx上制造的1微米宽的霍尔器件中的量子霍尔效应的击穿。我们已经观察到，霍尔电阻从其量化值的偏差是弱依赖于纵向电阻率高达5 A/m的电流密度，其中霍尔电阻保持量化，即使当纵向电阻随电流单调增加。然后，在纵向电阻保持其逐渐增加的同时，量子化电阻发生崩溃。相对于电流的电导率的指数增加表明杂质介导的朗道能级间散射作为击穿的机制。结果被解释为整个样品的击穿行为的强烈变化，由于随机分布的散射中心介导的击穿。
2013-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The density of states of graphene underneath a metal electrode and its correlation with the contact resistivity
通过对无抗蚀剂金属沉积工艺制备的金属/石墨烯/SiO2/n+-Si接触结构进行量子电容测量，估计金属下方石墨烯的态密度（DOS）。除了在狄拉克点附近之外，在Au下方的石墨烯保持线性DOS -能量关系，而在Ni下方的石墨烯的DOS在狄拉克点附近被破坏并大大增强，导致费米能量的仅轻微调制。此外，接触结构中石墨烯的DOS与使用通过无抗蚀剂工艺制造的器件测量的接触电阻率相关。
2013-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene p-n junction Arrays as Quantum-Hall Resistance Standards
我们展示了一个设备的概念，通过使用p型和n型石墨烯制造量子霍尔系列阵列制成的电阻标准。石墨烯的双极性质允许在没有复杂的多层金属互连技术的情况下制造串联量子霍尔电阻器，这在使用常规GaAs二维电子系统时是需要的。作为一个精确的电阻标准的先决条件，我们确认消失的纵向电阻在几个\muA范围内的相关电流水平的pn结。
2011-06-24 cond-mat.mes-hall
Precision Quantum Hall Resistance Measurement on Epitaxial Graphene Device in Low Magnetic Field
在低磁场（B = 2 T - 8 T）和温度T = 1.5 K下，对大面积外延石墨烯器件进行了精确的量子霍尔电阻（QHR）测量。使用具有高偏置电流Isd = 40微安的低温电流比较器电阻电桥测量霍尔电阻。结果表明，在B = 8 T时，霍尔电阻与预期量化值h/2 e2的相对偏差在3.5份/108的实验不确定度内，并且在B = 3 T时保持低于0.35份/百万（ppm）。
2013-08-02 cond-mat.mes-hall
RF Transport Electromagnetic Properties of CVD Graphene from DC to 110 MHz
我们报告测量的射频（RF）传输的电磁性能的化学气相沉积（CVD）石墨烯在DC至110 MHz的频率范围内，在室温下。将Si/SiO2衬底上的石墨烯安装在屏蔽的四端子对（4 TP）适配器中，该适配器能够直接连接到校准的精密阻抗分析仪以进行测量。在40 Hz下，观察到DC四探针电阻和4 TP电阻的良好一致性，两者均产生R ~ 104 Ω。一般而言，发现表观石墨烯通道电磁特性受到衬底寄生电容和电阻的强烈影响，特别是对于高频f > 1 MHz。提出了一种现象学集总参数等效电路模型，该模型与石墨烯4 TP阻抗器件在所施加的传输交流电的频率范围的大约七十倍上的频率响应相匹配。基于该模型，首次示出了4 TP器件的本征石墨烯沟道电阻是频率无关的（即无耗散的），其中RG约为105 Ω或薄层电阻约为182 Ω / sq。发现器件的寄生衬底阻抗为RP ~ 2.2 Ω的并联RG与CP ~ 600 pF串联。这些结果表明，我们的新RF 4 TP方法与传统的DC四探针方法在测量单原子厚材料的本征薄层电阻方面具有良好的一致性，并且可能在RF电子学中开辟新的应用，基于石墨烯4 TP器件的AC量子霍尔效应计量和传感器在宽频率范围内工作。
2015-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly reproducible metal/graphene contacts and stable electrical performance by UV-Ozone treatment
来自器件制造过程的抗蚀剂残留物是金属/石墨烯接触界面污染的一般和重要来源。在本文中，紫外线-臭氧（UVO）处理被证明是一种有效的方法来清洁金属/石墨烯界面。通过使用UVO处理金属/石墨烯接触区域制造的器件的电测量表明，在不影响石墨烯通道本身的电性质的情况下获得金属和石墨烯之间的稳定且高度可再现的低接触电阻。
2013-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Mobility WSe2 p- and n-Type Field Effect Transistors Contacted by Highly Doped Graphene for Low-Resistance Contacts
我们报告了具有六方氮化硼钝化沟道和离子液体（IL）栅控石墨烯接触的n型和p型WSe 2场效应晶体管的制造。我们的输运测量揭示了本征沟道特性，包括在接近量子电导e2/h的特征电导率下的金属-绝缘体转变，在170 K下>107的高ON/OFF比，以及在160 K下约200 cm 2 V-1 s-1的大电子和空穴迁移率。将温度降低到77 K将电子的迁移率提高到~330 cm 2 V-1 s-1，将空穴的迁移率提高到~270 cm 2 V-1 s-1。我们将我们观察电子和空穴通道中的固有声子限制传导的能力归因于使用IL门控的通道和石墨烯接触电极之间的肖特基势垒的急剧减少。我们通过研究由单个石墨烯/WSe 2肖特基结组成的肖特基二极管来阐明这一过程。我们的研究结果表明，利用化学或静电高度掺杂的石墨烯的多功能，灵活和透明的低电阻欧姆接触到广泛的准二维半导体的可能性。关键词：MoS 2，WSe 2，场效应晶体管，石墨烯，肖特基势垒，离子液体栅
2014-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-Resistance 2D/2D Ohmic Contacts: A Universal Approach to High-Performance WSe2, MoS2, and MoSe2 Transistors
我们报告了一种新的策略，用于制造各种过渡金属二硫属化物（TMD）的2D/2D低电阻欧姆接触，使用范德华组装的替代掺杂的TMD作为漏/源接触和没有故意掺杂的TMD作为沟道材料。我们证明了具有2D/2D接触的少层WSe 2场效应晶体管（FET）具有约0.3 k欧姆的低接触电阻，高达> 109的高开/关比，以及超过320 μ A μ m-1的高驱动电流。这些有利的特性与室温下约2x 102 cm 2 V-1 s-1的两端场效应空穴迁移率相结合，在低温下增加到> 2x 103 cm 2 V-1 s-1。我们在具有2D/2D漏极和源极接触的MoS 2和MoSe 2 FET中也观察到类似的性能。这里提出的2D/2D低电阻欧姆接触代表了一种新的器件范例，克服了TMD和各种其他2D材料作为后硅电子器件中的沟道材料的性能中的显著瓶颈。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nature of carrier injection in metal/2D semiconductor interface and its implications to the limits of contact resistance
过渡金属二硫属化合物（TMDC）单层膜具有优异的电学和光学性质。然而，这些二维（2D）器件的性能往往受到金属接触界面提供的大电阻的限制。到目前为止，从金属到2D TMDC层的载流子注入机制仍然不清楚，肖特基势垒高度（SBH）和接触电阻（Rc）的报道差异很大，特别是在单层极限下。在本工作中，我们采用理论和实验相结合的方法，在Au和Ni接触的单层MoS_2器件中得出以下结论：（i）载流子通过两个势垒的级联注入源极接触-势垒高度由金属和TMDC层之间的相互作用程度决定;（ii）由于注入势垒的多维性，传统的Richardson方程变得无效，利用Bardeen-Tersoff理论，我们导出了描述这种复合势垒的Richardson方程的适当形式;（iii）我们提出了一种新的传输长度法（TLM）的SBH提取方法，可靠地提取SBH通过消除任何混杂效应的温度依赖性的沟道电阻变化;（iv）我们推导出的兰道极限的接触电阻在这样的设备中实现。将极限与实验获得的接触电阻进行比较，发现技术改进的空间很大。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Substrate Gating of Contact Resistance in Graphene Transistors
金属接触已被确定为实现可行的石墨烯电子器件的关键技术瓶颈。最近，观察到对于具有顶栅和底栅的结构，电子-空穴电导不对称性可以由底栅调制。在这封信中，我们通过假设金属接触和底层石墨烯之间存在有效的薄界面介电层来解释这一观察结果。从量子输运计算占此修改后的静电学的电气结果证实与实验测得的接触电阻。我们的研究表明，金属-石墨烯界面的工程化是降低高性能石墨烯晶体管接触电阻的关键一步。
2011-03-31 cond-mat.mes-hall
Contact resistance between carbon nanotubes
研究了分子间纳米管接触的量子输运性质。我们发现，在接触区的原子结构起着重要的作用和接触的电阻变化强烈的几何形状和纳米管的手性。纳米管端-端接触具有低电阻并显示负微分电阻（NDR）行为。如果接触是相称的，则可以通过在管之间施加小的压力/力来显著降低接触电阻。接触电阻的显著变化和非线性可能导致新的器件应用。
2000-05-30 cond-mat.mes-hall
Molecular Doping of Multilayer MoS2 Field-effect Transistors: Reduction in Sheet and Contact Resistances
首次研究了聚乙烯亚胺（PEI）在多层二硫化钼场效应晶体管上的掺杂。薄层电阻降低了2.6倍，接触电阻降低了1.2倍。增强的电特性也反映在导通电流的70%的改善，和非本征场效应迁移率的50%的改善。阈值电压也证实了分子掺杂后的负位移。所有的研究都证明了PEI分子掺杂在MoS2晶体管中的可行性，以及其在层状结构半导体2D晶体中的潜在应用。
2014-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Interlayer Tunneling and Negative Differential Resistance with High Current Density in Double Bilayer Graphene-WSe2 Heterostructures
我们展示了两个旋转排列的双层石墨烯片之间的栅极可调共振隧穿和负微分电阻由双层WSe 2分开。我们观察到大的层间电流密度为2 μ A/μ m 2和2.5 μ A/μ m 2，和峰谷比接近4和6，在室温和1.5 K，分别是外延生长的共振隧穿异质结构的值。一个很好的协议之间的理论计算使用的洛伦兹谱函数的二维（2D）准粒子状态，和实验数据表明，层间电流主要源于能量和面内动量守恒的2D-2D隧穿，与非弹性或非动量守恒隧穿的贡献最小。我们证明了窄隧穿共振的固有半宽度为4和6毫电子伏，在1.5 K和300 K，分别。
2017-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Towards pristine graphene-metal interface and microstructures: Laser assisted direct patterning on Epitaxial graphene
石墨烯-金属接触电阻由内在和外在因素决定。实际上，狄拉克点附近的态密度瓶颈和石墨烯-金属界面处的载流子反射两者导致高接触电阻。此外，石墨烯表现出平面外导电的绝缘行为。在标准光刻处理期间由光致抗蚀剂残留物或不同吸附物质引入的外部表面污染通过不受控制的掺杂和增加的散射而改变石墨烯的固有性质，这导致高且不一致的接触电阻。在这里，我们展示了飞秒激光辅助直接图案化的石墨烯微结构，使我们能够研究石墨烯-金属界面上的内在和外在影响。我们表明，一个干净的石墨烯-金属界面是不足以获得接触电阻接近固有的限制所设定的量子电阻。我们还证明，与CVD石墨烯不同，在SiC（0001）上生长的石墨烯的情况下，边缘状态传导（或端接触）不是通过金属沉积自发形成的。我们的结论是，对于外延石墨烯，有意的端接触形成是必要的，以获得接近量子接触电阻极限的接触电阻。
2014-11-19 cond-mat.mes-hall
Electrical Contact Resistance in Graphite-Graphene contacts from ab initio methods
我们从第一性原理出发，研究了石墨-石墨烯接触在顶接触几何结构中的弹道传输和接触电阻（$R_c$）。我们发现计算的$R_c$依赖于石墨烯-石墨重叠的量，但是对于20 μ m量级的转移长度快速饱和。对于重叠超过该转移长度的接触，$R_c$可以低于100 Ω $\cdot$ μm标记。另一方面，预期边缘石墨-石墨烯接触具有非常低的接触电阻。
2018-10-19 cond-mat.mes-hall
Vacuum Annealed Cu contacts for graphene electronics
我们提出了转移长度法测量铜和石墨烯之间的接触电阻，和一种方法，以显着降低接触电阻的真空退火。即使在具有严重污染的触点的样品中，触点在退火后也显示出非常低的接触电阻。由于Cu的普遍使用，以及它与石墨烯的低化学反应性，热退火对于未来需要具有低接触电阻的非扰动接触的石墨烯器件将是重要的。
2011-08-22 cond-mat.mes-hall
Quantum Resistance Standard Based on Epitaxial Graphene
我们报告了一个量子霍尔电阻标准的发展，在300 mK精确到十亿分之几，并基于大面积外延石墨烯。显著的精度构成了在剥离的石墨烯中获得的最佳结果的四个数量级的改进，并且与在完善的半导体标准中实现的精度相似。与传统的电阻标准不同，新型石墨烯器件在4.2 K下仍然精确量化，大大简化了实际计量。这一突破是通过在晶圆级上可扩展的碳化硅技术实现的卓越石墨烯质量而实现的，并为未来电子产品的大规模应用展示了巨大的前景。
2009-09-07 cond-mat.mes-hall
Multilayer graphene shows intrinsic resistance peaks in the carrier density dependence
自从石墨烯出现以来，人们已经进行了各种研究来阐明其基础物理学，或探索其实际应用。栅极可调电阻是石墨烯最重要的特性之一，并且已经在1-3层石墨烯中进行了大量研究，以控制带隙以获得大的开-关比。另一方面，具有多于三层的多层石墨烯的输运性质不太清楚。在这里，我们展示了多层石墨烯的一个新方面。我们发现四层石墨烯在零磁场下电阻随栅压的变化呈现出本征峰结构。在磁场中的量子振荡测量证实，峰起源于石墨烯的特定能带结构，并且出现在导带和价带底部的载流子密度处。本征峰结构通常应在AB堆叠的多层石墨烯中观察到。这些结果对于理解石墨烯的物理性质和制作石墨烯FET器件具有重要意义。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall
Realization of 5 h/e^2 with graphene quantum Hall resistance array
我们报告实现10个量子霍尔器件在碳化硅上使用外延石墨烯制造的系列。用电阻电桥进行的精密测量表明，在测量不确定度约为4 × 10-8的情况下，填充因子为2的阵列上的量化霍尔电阻相当于5 h/e^2。该阵列的量子霍尔相图表明，在磁场为6 T、温度为4 K时，可以实现5 h/e^2的量子化。该实验证明了在宽松的实验条件下，在各种范围内及时恒定电阻参考的可能性。
2020-03-10 cond-mat.mes-hall
The Effect of the Disorder on the Longitudinal Resistance of a Graphene p-n Junction in Quantum Hall Regime
研究了六端石墨烯pn结在垂直磁场作用下的纵向电阻。由于霍尔边缘态的手性，石墨烯带的顶部边缘和底部边缘上的纵向电阻不相等。在适当的无序存在下，顶部边缘和底部边缘的电阻以及显示在单极和双极制度的平台结构和平台值仅由朗道填充因子决定。这些平台结构与最近的实验非常一致。对于单极结，在没有杂质的情况下出现电阻平台，并且它们被强无序破坏。但是对于双极结，在清洁结中没有平台结构，电阻非常大。由于无序引起的霍尔边缘态的混合，无序可以强烈地降低电阻并导致电阻平台的形成。此外，还研究了结的尺寸效应对电阻的影响，发现在长石墨烯结的情况下会出现一些额外的电阻平台。这是解释的事实，只有部分的边缘状态参与充分混合。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall
Negative differential resistance in graphene-based ballistic field effect transistor with oblique top gate
在具有倾斜顶栅的基于石墨烯的弹道场效应晶体管（FET）中已经观察到室温峰谷比为8的负微分电阻（NDR）。在从通过CVD生长的4英寸石墨烯晶片切割的芯片上制造具有45度的顶栅倾斜角和400 nm的漏极-源极距离的石墨烯FET。从60个测量的设备中，仅在CVD石墨烯显示无缺陷单层的拉曼特征的区域中观察到NDR。在晶片上的其他特定位置，其中石墨烯质量不够高并且拉曼特征指示存在缺陷，输运的弹道特性丧失并且石墨烯FET显示出由顶栅电压和背栅电压调谐的非线性漏极电压依赖性。
2014-05-25 cond-mat.mes-hall
Spin-caloric resistance of Dirac plasma in a graphene Corbino device
研究石墨烯 Corbino 器件中自旋极化流体动力学 Dirac 等离子体的热输运，揭示自旋扩散与自旋热电流通过改变黏性耗散显著增强热阻。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall physics.plasm-ph
Pinpointing the Dominant Component of Contact Resistance to Atomically Thin Semiconductors
本研究揭示了经典接触电阻模型在描述2D材料接触时的不足，提出增加横向伪结电阻分量（Rjun）进行修正，并实验证明Rjun是未掺杂2D器件接触电阻的主导分量。
2021-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Estimation of the electrical and thermal contact resistances and thermoemf of thermoelectric material-metal transient contact layer due to semiconductor surface rougness
从理论上研究了半导体表面粗糙度对热电材料（TEM）-金属瞬态接触层接触电阻、接触热阻和热电动势的影响。用截断高斯分布来模拟粗糙表面上凹坑和凸起的分布。研究了分布参数对热电材料-金属接触的接触电阻和热电动势的影响。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall
Edge effect on resistance scaling rules in graphene nanostructures
我们报道了石墨烯纳米颗粒和石墨烯片（单层和双层）中边缘效应对室温输运的实验研究。通过测量低和高载流子密度下的电阻标度行为，我们发现单层纳米带的输运处于强局域化状态，这可以归因于边缘效应。我们发现，这种边缘效应可以通过增加宽度、降低载流子浓度或增加一层附加层来减弱。从石墨烯纳米颗粒到石墨烯片，数据显示出可能由于边缘效应的急剧变化而导致的输运机制的维度交叉。
2011-02-14 cond-mat.mes-hall
Effect of ambient on the resistance fluctuations of graphene
在这封信中，我们提出了系统的实验研究的结果，不同的化学环境对单层石墨烯场效应晶体管（SLG-FET）的低频电阻波动的影响。发现噪声的功率谱密度的形状由分子从石墨烯表面的吸附-解吸的能量学确定，使其成为这些装置中的主要噪声源。我们还展示了一种基于噪声测量定量确定化学品在石墨烯表面上的吸附能的方法。我们发现，噪声的大小是非常敏感的性质和数量的化学物种。我们提出，基于单层石墨烯场效应晶体管器件低频电阻波动测量的化学传感器将具有极高的灵敏度、非常高的特异性、高保真度和快速响应时间。
2015-10-28 cond-mat.mes-hall
