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
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
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
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
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
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
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
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
Spin Hall effect transistor
自旋晶体管和自旋霍尔效应一直是半导体自旋电子学研究的两个独立的主导方向，半导体自旋电子学为信息处理技术寻找新的范例。我们将这两个方向结合起来，实现了全半导体自旋霍尔效应晶体管。我们的方案规避了原来的Datta-Das自旋晶体管概念的超导体-铁磁体界面问题，并展示了自旋霍尔效应在微电子学中的实用性。所述装置使用扩散传输并且在没有电流的情况下操作，即，而在晶体管的有源部分中没有焦耳加热。我们展示了一个自旋与逻辑功能的半导体沟道与两个门。我们的实验研究的补充，通过晶体管沟道的自旋扩散的数值蒙特卡罗模拟。
2010-08-17 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
High-Mobility Holes in Dual-Gated WSe$_2$ Field-Effect Transistors
我们展示了基于少层二硒化钨（WSe $_2$）的双栅$p$型场效应晶体管（FET），其使用高功函数铂源极/漏极接触和六方氮化硼顶栅电介质。具有在WSe $_2$下面的接触的器件拓扑导致$p$-FET具有超过10 $^7$的$I_{ON}$ / $I_{OFF}$比率，以及直到低温仍保持欧姆的接触。输出特性表现为电流饱和和栅极可调的负微分电阻。该器件在室温下显示出约140 cm $^2$ /Vs的本征空穴迁移率，在2 K下接近4，000 cm $^2$ /Vs。随温度变化的传输测量显示金属-绝缘体转变，在低密度的绝缘相，和在高密度的金属相。的迁移率显示出强烈的温度依赖性与声子散射一致，并在低温下饱和，可能受到库仑散射，或缺陷。
2015-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Spin field-effect transistor in a quantum spin-Hall device
我们讨论了圆盘几何中具有相当大的Rashba自旋轨道耦合的量子自旋霍尔绝缘体的输运性质。拓扑保护的螺旋边缘状态的存在允许自旋极化电流的控制和操纵：当铁磁引线耦合到量子自旋霍尔器件时，弹道电导由Rashba强度调制。因此，通过经由全电动门控调谐Rashba相互作用，可以控制注入电子的自旋极化。
2018-08-23 cond-mat.mes-hall
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
Alex Müller, the High-Tc Field-Effect Transistor and Electric-Field Gated Quantum Materials
本文回顾了Alex Müller和Georg Bednorz在高温超导场效应晶体管发明中的鲜为人知的重要贡献，并概述了电场调控复杂材料领域的发展现状，突出Müller的先驱性推动作用。
2023-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Statistical Study of Deep Sub-Micron Dual-Gated Field-Effect Transistors on Monolayer CVD Molybdenum Disulfide Films
具有1.8 eV直接带隙的单层二硫化钼（MoS 2）是一种有前途的二维材料，在下一代纳米电子应用中有可能超过石墨烯。本文采用化学气相沉积（CVD）方法在Si/SiO_2衬底上制备单层MoS_2薄膜，并对基于双栅MoS_2场效应晶体管的器件性能进行了全面的研究。超过100个设备进行了研究，以获得在CVD二硫化钼的设备性能的统计描述。我们检查和缩小规模的晶体管的沟道长度为100 nm，并实现了创纪录的高漏电流62.5 mA/mm的CVD单层二硫化钼膜以往报道。我们进一步提取了低功函数金属Ti在单层CVD MoS 2上的本征接触电阻，其期望值为175 Ω.mm，通过适当的选通可以显著降低到10 Ω.mm。最后，得到了不同沟道长度下载流子的场效应迁移率（μFE）。考虑到接触电阻的影响，单层CVD MoS 2薄膜的平均和最大本征μFE分别为13.0和21.6 cm 2/Vs。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contact-Barrier Free, High Mobility, Dual-Gated Junctionless Transistor Using Tellurium Nanowire
栅环纳米线晶体管由于其极强的静电控制和垂直集成能力，是一个非常有前途的候选人亚5纳米技术节点。特别地，由于避免了通过离子注入形成陡峭的源极/漏极结，无结纳米线晶体管是高度可缩放的，具有降低的可变性。在这里，我们展示了一个双栅无结纳米线\emph{p}型场效应晶体管使用碲纳米线作为沟道。由于纳米线的独特的螺旋晶体结构，加上悬挂键的自由，高品质的hBN栅极电介质的集成的悬挂键自由的表面，使我们能够实现在270 K的$570\,\mathrm{cm^{2}/V\cdot s}$的声子限制的场效应空穴迁移率，这是远远高于国家的最先进的应变硅空穴迁移率。通过降低温度，迁移率增加到$1390\,\mathrm{cm^{2}/V\cdot s}$，并且主要受到库仑散射的限制。\txc{The combination of an electron affinity of $\sim$4 eV and a small bandgap of tellurium provides zero Schottky barrier height for hole injection at the metal-contact interface}，其对于在高度缩放的晶体管中减小接触电阻是显著的。利用这些属性，再加上双栅极操作，我们实现了$216\,\mathrm{μA/μm}$的高驱动电流，同时保持超过$2\ti…
2021-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The Valley Hall Effect in MoS2 Transistors
蜂窝晶格结构的二维晶体中的电子除了具有电荷和自旋之外，还具有新的谷自由度（DOF）。预测每个谷在没有磁场的情况下表现出霍尔效应，其符号取决于谷指数，但迄今为止尚未观察到这种效应。在这里，我们报告的第一个观察到这种新的谷霍尔效应（VHE）。单层MoS2晶体管被照射的圆偏振光，它优先激发电子进入一个特定的谷，并观察到一个有限的异常霍尔电压，其符号是由光的螺旋度控制。它的大小是一致的VHE的理论预测，并没有观察到异常的霍尔效应在双层器件由于晶体反转对称性的恢复。我们对VHE的观察为在下一代电子学和光电子学中使用谷自由度作为信息载体开辟了新的可能性。
2014-03-21 cond-mat.mes-hall
Phase slips dynamics in gated Ti and V all-metallic supercurrent nano-transistors: a review
静电门效应对金属元素超导体的影响最近被证明在超导量子干涉仪中的开关电流的调制和电流相位关系的控制。后者表明超导体中的宏观量子相和所施加的栅极电压之间存在直接联系。开关电流累积概率分布（SCCPD）的测量是分析这种关系的一种方便而有力的工具。特别是，传统的Kurkijarvi-Fulton-Dunkleberger模型和门驱动的分布之间的比较提供了有用的见解门效应的微观起源。本文综述了在20 mK ~ 3.5 K的宽温度范围内，对单元门控超导弱链中的相位滑移事件进行分析所获得的主要结果。如此大的温度范围表明，门控效应随着温度的增加是鲁棒的，并且由电场引起的波动在宽的温度范围内是不可忽略的。
2021-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mapping the phase diagram of the quantum anomalous Hall and topological Hall effects in a dual-gated magnetic topological insulator heterostructure
我们使用双栅极磁性拓扑绝缘体异质结构中的磁输运绘制出拓扑霍尔和量子反常霍尔效应的相图作为化学势（主要由背栅电压决定）和非对称势（主要由顶栅电压决定）的函数。包括表面态和价带量子阱态的理论模型允许的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和载流子密度与栅极电压的变化的评价。实验和理论之间的定性协议提供了强有力的证据，拓扑霍尔效应的存在，在研究系统中，开辟了一条新的路线，理解和操纵手征磁自旋纹理在真实空间。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall
Observation of quantum-Hall effect in gated epitaxial graphene grown on SiC (0001)
采用高温升华法在半绝缘4 H-SiC衬底的Si面上制备了石墨烯外延薄膜。通过插入完全氧化的纳米薄铝膜作为籽晶层，随后进行原子层沉积工艺，在外延石墨烯上实现高k栅极堆叠。外延石墨烯膜的电性能在栅极叠层形成之后得以维持而没有显著的退化。在低温下，观察到霍尔电阻中的量子霍尔效应以及SiC（0001）上的栅极外延石墨烯的对角磁阻中的显著的Shubnikov-de Hass振荡。
2009-10-29 cond-mat.mes-hall
Unconventional Correlation between Quantum Hall Transport Quantization and Bulk State Filling in Gated Graphene Devices
我们报告同时传输和扫描微波阻抗显微镜检查之间的相关性运输量子化和填充的散装朗道水平在量子霍尔制度在门控石墨烯设备。令人惊讶的是，这些测量结果的比较表明，量子化的运输通常发生在低于散装朗道能级的完全填充，当散装仍然是导电的。这一结果指出了一个修正的理解运输量化时，载波积累门控。讨论了石墨烯中的量子霍尔效应对输运研究的影响以及其他二维电子系统中的相关拓扑态。
2016-10-28 cond-mat.mes-hall
Spontaneous current generation in gated nanostructures
我们观察到在短栅GaAs晶体管的导电沟道中自发产生的异常直流电流。该电流的大小和方向主要取决于施加到栅极的电压。我们建议，它是由热电子从门，放松通过声子发射注入。声子然后从沟道中不对称分布的杂质激发次级电子，这导致观察到的电流。
2004-11-24 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect and Semimetallic Behavior of Dual-Gated ABA-Stacked Trilayer Graphene
多层石墨烯的电子结构强烈地依赖于层数以及堆叠顺序。在这里，我们探讨了纯ABA堆叠的三层石墨烯在双栅场效应器件配置的电子输运。我们发现，无论是零磁场运输和量子霍尔效应在高磁场是明显不同的单层和双层石墨烯，它们显示出强烈暗示的半金属带重叠的电子空穴不对称性。当ABA三层受到一个电场垂直于表，朗道能级分裂由于解除谷简并清楚地观察到。
2012-01-19 cond-mat.mes-hall
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
