Electrically Controlled Adsorption of Oxygen in Bilayer Graphene Devices
我们研究了氧分子在双层石墨烯（BLG）上的化学吸附及其电改性电荷掺杂效应，通过测量BLG沟道的场效应晶体管的电导率。我们表明，费米能级的变化，通过操纵栅极电场显着影响不仅分子吸附的速率，但也吸附分子的载流子散射强度。电荷转移动力学的探索揭示了氧吸附在BLG上的电化学性质。[This本文是作者提交的作品的未经编辑的版本，该作品随后在同行评审后被接受在Nano Letters，© American Chemical Society上发表。查阅最后编辑和出版的作品，见http：//dx.doi.org/10.1021/nl202002p。]
2011-08-09 cond-mat.mes-hall
A WSe2 vertical field emission transistor
我们报告的第一次观察到的栅控场发射电流从钨二硒化物（WSe 2）单层，SiO2/Si衬底上的化学气相沉积合成。镍接触WSe 2单层背栅晶体管，在高真空下，表现出n型导电和漏偏置依赖的传输特性，这是由于氧/水解吸和漏诱导肖特基势垒降低，分别。栅极调谐的n型导电能够实现场发射，即通过量子隧穿提取电子，甚至从WSe 2单层的平坦部分。电子发射在电场~100 V μm^（-1）下发生，并表现出良好的时间稳定性。值得注意的是，场发射电流可以由背栅电压调制。第一场发射垂直晶体管的基础上WSe 2单层，从而证明，可以铺平道路，以进一步优化新的WSe 2为基础的设备用于真空电子。
2018-08-18 cond-mat.mes-hall
Unveiling the impact of the bias-dependent charge neutrality point on graphene-based multi-transistor applications
石墨烯场效应晶体管（GFET）的狄拉克电压代表在沟道中设置电荷中性条件的栅极偏置，从而导致最小电导率。控制其对终端偏置的依赖性是基于多个GFET的射频应用的设计和优化的关键。然而，以前对单个器件进行的这种依赖性的分析可能会导致混淆，如果没有正确理解，可能会导致电路设计性能不佳。狄拉克点位移（DPS）的控制对于基于石墨烯的差分电路拓扑的部署特别重要，其中保持电平衡分支之间的严格对称性对于利用这种拓扑的优点至关重要。本说明阐明了终端偏置对实际器件中DPS的影响，并设置了严格的方法来控制它，以便最终优化和利用基于GFET的射频应用的性能。
2021-05-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Gas dependent hysteresis in MoS$_2$ field effect transistors
研究单层MoS2场效应晶体管中气体吸附对转移特性滞后现象的影响，发现滞后宽度与气体吸附能相关且可通过气体压力和类型控制，可用于存储器件。
2023-06-27 cond-mat.mes-hall
Charge transfer and trapping as origin of a double dip in the transfer characteristics of graphene based field-effect transistors
我们讨论的起源以外的石墨烯基场效应晶体管的传输特性中观察到的电荷中性点的额外的下降。考虑到从中性点到沟道的费米能级不同以及接触处的部分电荷钉扎，我们提出了一个模型来解释栅电压环的所有特征.
2011-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Delta-doped Beta- Gallium Oxide Field Effect Transistor
我们报道了用快门脉冲技术通过等离子体辅助分子束外延生长的氧化镓（\b{eta} -Ga 2 O 3）中的硅δ掺杂。我们描述的生长过程，可用于实现高硅纳入氧化氧等离子体环境。Delta掺杂用于实现薄层（12 nm）低电阻层，薄层电阻为320欧姆/平方（迁移率为83 cm^2/Vs，积分薄层电荷为2.4 × 10^14 cm^-2）。采用载流子的单个δ掺杂片作为沟道以实现具有电流ID，MAX =292 mA/mm和Δ gM = 27 mS/mm的场效应晶体管。
2017-02-18 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Toward Phonon-Limited Transport in Two-Dimensional Electronics by Oxygen-Free Fabrication
针对二维半导体器件实验性能不及理论预期的问题，本研究开发无氧制备方法，将MoS₂晶体管迁移率推向声子限制理论值，性能提升超一个数量级，揭示短期氧暴露的不可逆损伤，为二维器件制造提供指导。
2024-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Phosphorus oxide gate dielectric for black phosphorus field effect transistors
层状半导体黑磷（bP）的环境稳定性仍然是一个挑战。已知通过用氧等离子体的反应性离子蚀刻生长的具有磷氧化物POx的bP表面的钝化提高剥离的bP薄片的光致发光效率。我们应用磷氧化物钝化在制造的bP场效应晶体管使用的栅极叠层组成的POx层生长的反应离子蚀刻，然后由原子层沉积的Al 2 O 3。我们观察到室温顶栅迁移率为115厘米2/Vs在环境条件下，我们归因于低缺陷密度的bP/POx接口。
2018-04-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electrical Transport Model of Silicene as a Channel of Field Effect Transistor
本文提出了场效应晶体管结构中作为沟道的硅烯（Silicene）的电输运解析模型。虽然硅烯的载流子浓度表现出与石墨烯相似的行为，但在电导行为方面存在一些差异。所提出的模型显示，在总的载流子和电导的增量与预期的传统半导体的温度只影响在中性点的栅极电压。最小电导随温度的升高而增大，但在简并区保持稳定。所提出的解析模型与基于非平衡格林函数方法和密度泛函理论的数值电导计算结果吻合较好。
2014-05-29 cond-mat.mes-hall
Blocking transition of SrTiO$_3$ surface dipoles in MoS$_2$/SrTiO$_3$ field effect transistors with counterclockwise hysteresis
本文研究 MoS$_2$/SrTiO$_3$ 场效应晶体管中由 STO 表面双稳态偶极子引起的逆时针迟滞，揭示其源于热能与势垒竞争导致的阻塞转变，并展示其作为热辅助存储器件的潜力。
2024-10-19 cond-mat.mes-hall
Electronic spin drift in graphene field effect transistors
研究了室温下场效应输运结构中单层石墨烯自旋阀在外加直流电场作用下电子自旋的漂移。在金属导电状态（$n \simeq 3.5 \times 10^{16}$ m $^{-2}$）中，对于施加在自旋注入器和自旋检测器之间的约$\pm$ 70 kV/m的DC场，自旋阀信号根据DC场的方向和载流子类型增加/减少多达$\pm$ 50%。当从空穴传导切换到电子传导时，观察到漂移效应的符号反转。在狄拉克中性点附近，漂移效应被强烈抑制。实验结果与自旋输运的漂移扩散模型定量一致。
2008-04-14 cond-mat.mes-hall
Path of the current flow at the metal contacts of graphene field-effect transistors with distorted transfer characteristics
具有由可容易氧化的金属（诸如铁磁金属）制成的源极/漏极接触的石墨烯场效应晶体管由于接触处的电荷密度脱钉而在传输特性中经常显示双陷结构。一般地，场效应晶体管的传输特性显示不依赖于源极/漏极接触的长度，因为载流子注入主要发生在接触的边缘。然而，使用Ni触点制造的器件的传输特性的形状被发现依赖于接触的长度。这种特殊的行为归因于载流子从接触中心附近注入。这是因为氧扩散和由此形成的厚度不均匀的界面氧化层。所观察到的接触长度依赖的传输特性，使用模型计算，包括载流子注入从电极的中心和随后的金属接触下的电荷传输再现。
2014-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local charge transfer doping in suspended graphene nanojunctions
我们报告了纳米级石墨烯晶体管中的电子输运测量，其沟道长度短于100 nm的金和铂电极，并将其与沟道长度为1 \textmu{} m至50 \textmu{} m的晶体管进行比较。我们发现一个大的正栅电压漂移的电荷中性点（NP）的晶体管与铂电极，但可以忽略不计的移动与金电极制成的设备。这与电子从石墨烯转移到铂电极中是一致的。随着沟道长度的增加，使用金和铂电极测量的NP之间的差异消失。
2012-01-04 cond-mat.mes-hall
Imaging gate-induced molecular melting on a graphene field-effect transistor
固-液相变是基本的物理过程，但原子分辨显微镜尚未捕捉到这种转变的固体和液体动力学。我们已经开发出一种新技术，用于控制石墨烯场效应晶体管（FET）上的2D分子层的熔化和冻结，使我们能够通过原子分辨扫描隧道显微镜成像相变动力学。施加到F4 TCNQ修饰的石墨烯FET的背栅电压诱导电荷中性固相和带负电荷的液相之间的可逆转变。通过用电流快速加热石墨烯表面并对由此产生的朝向新的平衡态的演化进行成像，来可视化非平衡分子熔融动力学。已经开发了一个分析模型，解释所观察到的平衡混合态相的基础上，固体和液体分子能级的光谱测量。观察到的非平衡熔化动力学与蒙特卡罗模拟一致。
2022-11-23 cond-mat.mes-hall
The Core Diffusion-Drift Field-Effect Transistor Theory Including Quantum and Interface Trap Capacitances
我们将场效应晶体管的建模分解为两个独立的部分：基于电流连续性的动力学和基于电荷中性的静电学。前一部分，这是通用的所有FET，导致一个明确的和封闭的形式的I-V特性作为总沟道电荷的函数。后一部分，这是特定的材料和几何配置，可以被认为是一个独立的工程任务。量子电容和界面陷阱密度一致地纳入到扩散漂移近似中的电流连续性方程的解中，从而提供电流和电容小信号特性的完全一致性。
2018-10-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Voltage-Controlled Magnon Transistor via Tunning Interfacial Exchange Coupling
由于磁振子（磁振子中自旋角动量的关键载流子）的电中性，磁振子晶体管可以通过电场有效地调节磁振子输运，这对于磁振子来说是期望的，磁振子晶体管的目的是提供对传统电子学的无焦耳热的替代。然而，也由于它们的电中性，磁振子不能直接与电场相互作用，因此难以直接通过电压来操纵磁振子输运。在这里，我们证明了一个栅极电压（$V_{\rm g}$）施加在金属/磁性绝缘体（NM/MI）的界面，弯曲的MI的能带，然后调制的可能性，在NM中的传导电子隧穿到MI可以因此增强或削弱在界面处的自旋磁振子转换效率。利用$V_{\rm g}$调制磁振子介导电流拖曳（MECD）效应，在Pt/$_{\rm 3}$ Fe $_{\rm 5}$ O $_{\rm 12}$（YIG）/Pt夹层结构中实现了压控磁振子晶体管。在300 K时，获得的效率（在$\pm V_{\rm g}$下MECD电压之间的变化率）达到10%/（MV/cm）。这种磁振子晶体管的原型提供了一种有效的方案来控制磁振子输运的栅极电压。
2023-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
RF-quantum capacitance of the topological insulator Bi2Se3 in the bulk depleted regime for field-effect transistors
在射频范围内实现了一种基于hBN封装CVD生长Bi 2Se 3的金属-介质-拓扑绝缘体电容器器件。提取的RF量子电容和器件电阻的频率高达10 GHz，并研究作为施加的栅极电压的函数。高质量的hBN电介质栅极与CVD生长的Bi 2Se 3（在8 nm中n~10^18cm-3）的优化的输运特性的组合允许我们通过电介质栅极获得体耗尽状态。观察到的量子电容最小值揭示了一个纯粹的狄拉克制度，其中狄拉克表面状态接近栅极达到电荷中性，但底表面狄拉克锥保持带电，并通过绝缘体耦合电容到顶表面。我们的工作为在射频器件中实现拓扑材料铺平了道路。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall
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
Gate-controlled field emission current from MoS$_2$ nanosheets
利用化学气相沉积法在SiO $_2$ /Si衬底上制备了单层二硫化钼（MoS $_2$）纳米片，制备了n型导电、高开/关比、亚阈值斜率和良好迁移率的场效应晶体管。晶体管沟道电导随着由于氧和水解吸而导致的降低的空气压力而增加。局部场发射测量从边缘的MoS $_2$纳米片在高真空中使用尖端形状的阳极进行。结果表明，施加到Si衬底背栅的电压调制场发射电流。这样的发现，我们归因于栅极偏置降低的MoS $_2$的电子亲和力，使一种新的场效应晶体管的基础上的场发射。
2020-08-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Photovoltaic transistor of atoms due to spin-orbit coupling in three optical traps
本文研究了冷原子在三阱系统中的自旋轨道耦合光伏效应。三阱系统是以前报道的双阱系统的二维推广。提出原子相干长度是影响该光伏电池电阻的重要因素之一。讨论了不同几何结构的俘获势下系统的电流特性。数值结果表明，陷阱数目的增加会直接导致电流的增加。用有限温度下的量子主方程来处理这个开放系统。这为进一步研究中性原子的光伏效应提供了理论基础。
2021-07-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Flicker Noise in Bilayer Graphene Transistors
本文介绍了双层石墨烯晶体管低频噪声的实验研究结果.背栅器件采用电子束光刻和蒸发工艺制作.所制造的晶体管的电荷中性点约为10 V。在10 - 100 Hz以上的频率处的噪声谱是1/f型的，在1 kHz的频率处的谱密度为10 E-23 - 10 E-22 A2/Hz的量级。在低于10 - 100 Hz的频率处偏离1/f谱表明噪声是由于缺陷俘获载流子而引起的载流子数波动的根源。为此类器械提取了10 E-4的Hooge参数。噪声谱密度的栅极依赖性表明，噪声主要由器件沟道的非门控部分和接触的贡献。所得结果对石墨烯的电子应用具有重要意义。
2008-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically detected magnetic resonance of neutral donors interacting with a two-dimensional electron gas
我们测量了硅场效应晶体管中沟道注入施主在X波段（$9.7\:$ GHz）和W波段（$94\:$ GHz）谐振微波腔中的电检测磁共振，相应的塞曼场分别为$0.35\:$ T和$3.36\:$ T。结果表明，从X波段到W波段，传导电子共振信号增强了两个数量级，而超精细分裂施主共振信号增强了一个数量级以上。我们排除了辐射热起源的共振信号，并发现，直接自旋相关的散射之间的二维电子气和中性施主是不一致的实验观察。我们提出了一个新的极化转移模型，从施主到导电电子作为主要贡献者的自旋共振信号观察。
2010-12-17 cond-mat.mes-hall
Detangling Extrinsic and Intrinsic Hysteresis for Detecting Dynamic Switch of Electric Dipoles using Graphene Field-Effect Transistors on Ferroelectric Gates
在Pb0.92La0.08Zr0.52Ti0.48 O3栅极GFET/PLZT上的石墨烯场效应晶体管上观察到源极-漏极电流对背栅电压ID-VBG特性从非本征极性分子主导滞后到由铁电薄膜固有的缺氧表面层诱导的反滞后的转变。在真空退火过程中开发的栅极，以系统地去除吸附在GFET沟道表面上的极性分子。这允许GFET/PLZT栅极器件上的非本征和本征磁滞的解缠，以及使用GFET的电偶极子的动态开关的检测，利用它们在铁电栅极上的高选通效率。电荷捕获和钉扎机制的模型，提出了成功地解释过渡。分别响应于正极性、负极性以及交替极性的脉冲VBG串，源极-漏极电流ID变化是瞬时的，其中响应幅度遵循由DC VBG测量的ID-VBG回路，考虑到当栅极电场超过PLZT的矫顽场时给定VBG脉冲之后的剩余极化。在室温下的检测灵敏度约为212偶极/μ m ~ 2，表明GFET/铁电栅器件为电偶极动态开关的非制冷检测提供了一种有前途的高灵敏度方案。
2015-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ohmic contact engineering in few-layer black Phosphorus field effect transistors
实现与范德华材料的良好质量欧姆接触是一个挑战，因为在金属和范德华材料之间的界面处，可能发生不同的条件，从两种材料之间存在大的能量势垒到接触下方的分层材料的金属化。在黑磷（bP）中，另一个挑战是它对氧气和水分的高反应性，因为不受控制的氧化的存在会显著改变触点的行为。在这项研究中，我们研究了用于接触bP的金属对不同薄片和不同样品之间的可变性的影响，使用三种最常用的金属作为接触：铬，钛和镍。使用传输长度方法，从十个器件的分析，在室温和低温下，镍的结果是最好的金属欧姆接触bP，提供最低的接触电阻和最小的散射之间的不同设备。此外，我们调查这些设备的电流-电压特性的栅极依赖性。在积累制度，我们观察到良好的线性所有金属调查。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of contact-induced spin dephasing in graphene/MgO/Co spin-valve devices by successive oxygen treatments
通过对石墨烯非局域自旋阀器件的连续氧处理，我们实现了Co/MgO自旋注入和检测电极的接触电阻面积积（$R_cA$）的逐渐增加以及相应差分dV-dI曲线中从线性到非线性特性的转变。通过这种接触的操纵，自旋信号的自旋寿命和幅度可以在相同的器件中显著增加七倍。这表明接触诱导的自旋退相是具有小$R_cA$值的石墨烯器件中自旋传输的瓶颈。随着$R_cA$值的增加，我们进一步观察到第二个电荷中性点（CNP）的出现在栅极相关的电阻测量。同时，我们观察到两个CNP之间的栅极电压分离的减少。自旋输运性质的强烈增强以及电荷输运的变化被解释为通过在氧处理过程中改善氧化物阻挡层来逐渐抑制Co/石墨烯相互作用。
2014-08-06 cond-mat.mes-hall
Electrical Control of Two-Dimensional Neutral and Charged Excitons in a Monolayer Semiconductor
单层VI族过渡金属二硫属化物最近已经出现作为石墨烯的半导体替代品，其中真正的二维（2D）有望照亮新的半导体物理。在这里，我们调查激子和trions（它们的单电荷对应物），迄今为止，这是具有挑战性的，以产生和控制在最终的二维极限。利用高质量的单层二硒化钼（MoSe 2），我们报告了明确的观察和静电可调性的充电效应，在带正电荷（X+），中性（Xo），和带负电荷（X-）激子场效应晶体管通过光致发光。在低于55 K的温度下，由于强约束和重有效质量的作用，三电子的充电能量很大（30 meV），而线宽很窄（5 meV）。这是比任何已知的准2D系统更大的光谱对比度。我们还发现X+和X-的充电能量几乎相同，这意味着电子和空穴的有效质量相同。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall
Imaging Carrier Inhomogeneities in Ambipolar Tellurene Field Effect Transistors
开发范德华（vdW）同质结器件需要具有窄带隙和同时高空穴和电子迁移率的双极传输材料，以及成像和研究载流子类型和相关电导率空间变化的方法。在这里，我们展示了近场扫描微波显微镜（SMM）的一般能力，图像和研究的本地载流子类型和相关的导电性在operando通过研究双极场效应晶体管（FET）的1D VDW材料碲在2D的形式。为了定量地了解整个设备的电子变化，我们产生纳米分辨率的本地载流子等效背栅电压的地图。我们表明，从运输测量确定的全球设备电导率最小值并不产生于均匀的载流子中性，而是从我们的微米级设备的内部的p型区域在设备边缘和n型区域的持续共存。这项工作强调并解决了成像和理解纳米器件电子特性空间变化的需要。
2018-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic spin transport in graphene field effect transistors
石墨烯（单层碳原子）中的自旋输运实验表明，自旋弛豫时间明显短于理论预测。我们通过实验研究这些短的自旋弛豫时间是否是由于外在因素，如自旋弛豫引起的低阻抗接触，增强自旋翻转过程中的设备边缘或在一些样品中的石墨烯顶部的氧化铝层的存在。使用场效应晶体管几何形状的横向自旋阀器件允许研究作为电荷密度的函数的自旋弛豫，从金属空穴经由狄拉克电荷中性点（$n \sim 0$）连续地进行到电子传导（电荷密度为$n\sim 10^{12}$ cm $^{-2}$）。结果定量描述了一个一维自旋扩散模型，其中考虑了自旋弛豫通过接触。不同注入器/检测器分离的自旋阀实验和自旋进动实验表明，纵向（T $_1$）和横向（T $_2$）弛豫时间是相似的。当自旋平行于或垂直于石墨烯平面注入时，自旋弛豫时间$τ_\parallel$和$τ_\perp$的各向异性指示有效自旋轨道场不排他地位于二维石墨烯平面中。自旋弛豫时间与动量弛豫时间的比例关系表明自旋弛豫机制属于Elliott-Yafet型。对于2-5 $\times 10^3$ cm $2^$ /Vs的载流子迁移率和宽度为0.1-2 $μ$ m的石墨烯薄片，我们发现了50-200 ps量级的自旋弛豫时间，该时间似乎不由上述外在因素决定。
2009-08-07 cond-mat.mes-hall
A Nanometer-Thick Oxide Semiconductor Transistor with Ultra-High Drain Current
高驱动电流是用于高速、低功率逻辑应用或高效率、高功率、高速射频（RF）模拟应用的半导体器件中的关键性能参数。在这项工作中，我们展示了在后端线（BEOL）兼容的温度下通过原子层沉积（ALD）生长的In 2 O 3晶体管，具有超过10 A/mm的创纪录的高漏极电流，其性能比所有已知的半导体沟道晶体管好2-3倍。在具有平面结构的所有晶体管中，也实现了4 S/mm的创纪录的高介电常数。结果表明，高载流子密度和高电子速度是ALD In 2 O3晶体管实现高通态性能的重要因素，这主要得益于高质量的氧化物/氧化物界面、类金属的电荷中性能级（CNL）取向以及低态密度（DOS）导致的高能带速度。在室温下进行的霍尔、I-V和分裂C-V实验测量证实，载流子密度高达6-7*10^13 /cm 2，速度约为10^7 cm/s。具有位于导带深处的CNL的超薄氧化物半导体代表了为高性能半导体器件寻找替代沟道材料的有希望的新方向。
2022-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical probing of COVID-19 spike protein receptor binding domain via a graphene field-effect transistor
在这里，为了实现2019年新型冠状病毒病（COVID-19）的简便快速筛查/诊断，我们将前所未有的灵敏度石墨烯场效应晶体管（Gr-FET）与高选择性抗体-抗原相互作用相结合，开发了冠状病毒免疫传感器。Gr-FET免疫传感器可以以实时和无标记的方式快速识别（约2分钟）并准确捕获COVID-19刺突蛋白S1（包含受体结合结构域，RBD），检测限低至0.2 pM。进一步的研究结果表明，Gr-FET免疫传感器有望用于筛选浓度低至0.1 pM的高亲和力抗体（与RBD的结合常数高达2*10^11 M^-1）。因此，我们开发的电Gr-FET免疫传感器提供了一个有吸引力的替代方案，以解决早期筛查/诊断以及分析和合理设计的中和抗体锁定方法的这一持续的公共卫生危机。
2020-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Conversion of neutral nitrogen-vacancy centers to negatively-charged nitrogen-vacancy centers through selective oxidation
中性氮空位中心带负电荷的氮空位中心的转换被证明是由离子注入和退火在高纯金刚石中心。当表面暴露于465 C的氧气气氛时发生转化。电荷转换中心的光谱特性进行了研究。接近金刚石表面的氮空位中心的电荷状态控制是将这些中心集成到用于量子信息和磁传感应用的设备中的重要一步。
2010-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversible doping of graphene field effect transistors by molecular hydrogen: the role of the metal/graphene interface
在这项工作中，我们提出了一个关于如何以及为什么分子氢改变石墨烯场效应晶体管的电子特性的调查。我们证明，与H2的相互作用导致石墨烯接触异质结附近的石墨烯的局部掺杂。我们还表明，这种相互作用强烈依赖于金属-石墨烯界面的特性。通过改变接触中的金属类型，我们观察到欧姆接触可以与石墨烯强或弱静电耦合。对于强耦合接触，由接触促进的电荷转移效应的特征导致不对称双极传导，并且这种不对称性可以在与H2的相互作用下是可调谐的。另一方面，对于与石墨烯弱耦合的接触，氢相互作用具有更深刻的影响。在这种情况下，在H2暴露时，器件在石墨烯晶体管转移曲线中显示出第二电荷中性点（双峰响应）。我们认为，这种双峰现象是由于石墨烯的功函数与金属电极的功函数在H2分子作用下发生解耦而引起的。我们还表明，在金属-石墨烯界面处的气体诱导的改性可以被利用来创建受控的石墨烯pn结，具有相当大的电子转移到石墨烯层和石墨烯电阻的显著变化。这些效应可以为合适的金属接触工程铺平道路，为气体传感器等器件的应用提供巨大的潜力。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Delocalised oxygen as the origin of two-level defects in Josephson junctions
超导量子比特和其他约瑟夫森结器件面临的关键问题之一是双稳态材料缺陷的退散效应。虽然存在各种唯象模型，这些缺陷的真正微观起源仍然难以捉摸。对于第一次，我们表明，这些缺陷可能会产生离域的氧化物中的氧的原子位置形成的约瑟夫森结障碍。使用微观模型，我们计算相位量子比特的实验可观察参数。这种缺陷是电荷中性的，但对所施加的电场和应变都具有非零响应。这可以解释在电荷噪声存在下观察到的二能级缺陷的长相干时间，同时仍然耦合到结电场和衬底声子。
2012-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Semiconductor quantum well magnetic memory using confinement from proximity exchange fields for high magnetoresistances in a field-effect transistor
针对磁隧道结室温开/关比有限的问题，提出两层铁磁绝缘体包覆半导体量子阱的器件结构，利用邻近磁化的电子限制效应调制带隙，预测室温磁阻超10000%，可实现磁忆晶体管，推动相关电路技术发展。
2025-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Input referred low-frequency noise analysis for single-layer graphene FETs
输入相关低频噪声（LFN）SVG的偏置依赖性是RF电路设计的一个重要方面。SVG在硅晶体管中被认为是恒定的，但这与最近的实验和理论研究相矛盾。在这封信中，SVG的行为研究单层石墨烯晶体管的基础上最近建立的基于物理的完整紧凑的LFN模型。SVG的最小值记录在偏置点处，最大值位于偏置点处，该偏置点与归一化输出LFN的众所周知的M形的峰值重合，并且模型精确地捕捉到这一趋势。迁移率波动效应使SVG朝向电荷中性点（CNP）附近的较低电流增加，而载流子数波动和串联电阻效应主要贡献远离CNP;因此，SVG获得与CMOS器件类似的抛物线形状与栅极电压。
2021-04-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
