石墨烯场效应晶体管研究进展

第３４卷　第４期２０１４年８月

　　　　　　　　

固体电子学研究与进展

　　　　　

ＲＥＳＥＡＲＣＨ＆ＰＲＯＧＲＥＳＳＯＦＳＳＥ　　　

Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．４，２０１４Ａｕ．ｇ

檸殠

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射频与微波

檸殠

檸檸檸檸檸殠

石墨烯场效应晶体管研究进展

杨正龙１　刘芯岩１　卜弋龙１　徐晓黎１　刘永生２

＊＊

＊

１

（）同济大学材料科学与工程学院，先进土木工程材料教育部重点实验室，上海，２０００９２

２

（）上海电力学院太阳能研究所，上海，２０００９０

２０１４０２０８收稿，２０１４０４０４收改稿－－－－

摘要：制备场效应晶体管的石墨烯主要分三种类型：大面积单层石墨烯、石墨烯纳米带和双层石墨烯片。文中探讨了石墨烯对于场效应晶体管的影响。研究介绍了这三类石墨烯场效应晶体管器件的研究进展和标志性成果，

认为：与大面积单层石墨烯晶体管相比，由石墨烯纳米带制得的石墨烯场效应晶体管的开关比和电流密度等性能能够大幅度提升，可应用于逻辑电路；与大面积单层石墨烯和石墨烯纳米带相比，双层石墨烯晶体管具有更高的开关比，因此其实际应用的潜力最大。

关键词：石墨烯；场效应晶体管；大面积单层石墨烯；石墨烯纳米带；双层石墨烯片

（）中图分类号：ＴＮ３０４．１；Ｏ６１３．７；ＴＮ３８６　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１０００３８１９２０１４０４０３４５０５－－－

ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｒｅｓｓｏｆＧｒａｈｅｎｅｂａｓｅｄＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ　　　－　　　ｇｐ

１１１１２

ＹＡＮＧＺｈｅｎｌｏｎＩＵ　ＸｉｎａｎＵ　ＹｉｌｏｎＸｉａｏｌｉＩＵ　Ｙｏｎｓｈｅｎ　　Ｂ　　Ｌｇｇ　Ｌｙｇ　ＸＵ　ｇｇ

１　（ＳｃｈｏｏｌｏＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ　ＥｎｉｎｅｅｒｉｎＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏＡｄｖａｎｃｅｄ　ＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ　　　　ｆ　ｇｇ，ｙ　ｙｆ　ｇｇ　

，ＭａｔｅｒｉａｌｓｏＭｉｎｉｓｔｒｏＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＴｏｎｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔＳｈａｎｈａｉ２０００９２，ＣＨＮ）　　ｆ　ｙｆ　ｇｊｙ，ｇ　

，（２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏＳｏｌａｒＥｎｅｒＳｈａｎｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｓｈａｎｈａｉ２０００９０，ＣＨＮ）　　　　　ｆ　ｇｙ，ｇｙｆ　ｇ　

：，ＡｂｓｔｒａｃｔＧｒａｈｅｎｅ－ｂａｓｅｄｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ（ＦＥＴ）ａｒｅｍａｉｎｌｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｔｅｓ　　　　　　　ｐｙｙｐ　

，ｒａｈｅｎｅｒａｈｅｎｅｒａｈｅｎｅｉ．ｅ．ｌａｒｅａｒｅａｍｏｎｏｌａｅｒｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｓａｎｄｂｉｌａｅｒｓｈｅｅｔｓ．Ｉｎｔｈｉｓ－　　　　　　　　ｇｐｇｐｇｐｇｙｙ

ｒｅｖｉｅｗ，ａｃｏｍｒｅｈｅｎｓｉｖｅｓｕｍｍａｒｉｓｒｏｖｉｄｅｄｆｏｒｓｕｃｈｔｈｒｅｅｔｅｓｏｆｒａｈｅｎｅｂａｓｅｄＦＥＴｄｕｒｉｎ　　　　　　　　　－　　ｐｙｐｙｐｇｐｇ　，ｔｈｅｌａｓｔｅｉｈｔｅａｒｓ．Ｔｈｅｉｍａｃｔｏｆｒａｈｅｎｅｏｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｉｎｄｕｓｔｒｉｓａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ　　　　　　　　　　　　　　ｇｙｐｇｐｙ　

，ａｎｄｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｃｏｍａｒｅｄｗｉｔｈｌａｒｅａｒｅａｔｈｅｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｓｂａｓｅｄＦＥＴｈａｓｒａｈｅｎｅｒａｈｅｎｅ　　　　　　　－　　　　　　ｐｇｇｐｇｐ，，ｏｎ／ｏｆｆｃｕｒｒｅｎｔｒａｔｉｏａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔａｎｄｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｌｏｉｃｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｔｈａｔｂｅｔｔｅｒ　　　　　　　　　　　　　　ｙｇ

，ｃｏｍａｒｅｄｗｉｔｈｌａｒｅａｒｅａｒａｈｅｎｅａｎｄｒａｈｅｎｅｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｓｂｉｌａｅｒｒａｈｅｎｅｂａｓｅｄＦＥＴｈａｓ　　－　　　　　－　　ｐｇｇｐｇｐｙｇｐ，ｔｈｅｈｉｈｅｓｔｏｎ／ｏｆｆｃｕｒｒｅｎｔｒａｔｉｏａｎｄｉｔｏｆｆｅｒｓｅｒｈａｓｔｈｅｒｅａｔｅｓｔｒａｃｔｉｃａｌｏｔｅｎｔｉａｌｆｏｒｒａ　　　　　　　　　　　　　－ｐｐｇｐｐｇｇｈｅｎｅｂａｓｅｄｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ．－　　　ｐ

：；；；ｒａｈｅｎｅｒａｈｅｎｅｒａｈｅｎｅＫｅｗｏｒｄｓｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｌａｒｅａｒｅａｍｏｎｏｌａｅｒｎａｎｏｒｉｂ　　－　　　－ｇｐｇｐｇｐｙｇｙ　；ｂｏｎｓｂｉｌａｅｒｒａｈｅｎｅｓｈｅｅｔｓ　　ｙｇｐ

ＥＥＡＣＣ：２５００；２５２０Ｍ；２５６０Ｒ

）；；国家高技术研究发展计划资助项目（国家自然科学基金资助项目（上海市科委基础研究重点资２０１２ＡＡ０３０３０３１１３７４２０４）＊基金项目：

）；）；上海市“曙光计划”项目（同济大学大型仪器设备开放测试基金资助项目助项目（１２ＪＣ１４０８６００，１２ＪＣ１４０４４００Ｎｏ．１３ＳＧ５２

（）２０１２０１４：：ａｉｌｙｔｏｎｉ．ｅｄｕ．ｃｎａｎｚｈｅｎｌｏｎ＊＊联系作者Ｅ－ｍ＠ｇｊｇｇｇ

３４６

固　体　电　子　学　研　究　与　进　展３４卷

　

引　言

近年来，石墨烯以它独特的结构和特性吸引了

１］

。从结构上看，各领域学者的广泛关注［完美的石

１　石墨烯场效应晶体管

由于石墨烯的能带和电子结构与它的层数和剪裁形状密切相关，因此适用于场效应晶体管的石墨烯片层数一般都控制在１０以下。受制备条件的影响，石墨烯在电子器件领域的应用研究目前基本还处于起步阶段，但是已经显示出可替代现有无机半在未来大规模应用的巨大潜质。导体材料、

针对石墨烯电子器件的研究，大部分都集中于，场效应晶体管（领域。ＦｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒＦＥＴ）－　如图１所示，第一个由石墨烯制得的金属氧化物半导体场效晶体管（Ｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｆｉｅｌｄ－－　－，元件是由ＬｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒＭＯＳＦＥＴ）ｅｍｍｅ等５　

于２该元件不同于之前制得的晶体管００７年报道的，器件，它具有一个顶栅，克服了之前晶体管的寄生电且无法与其它器件集成的缺点。研究结果证容大，

该器件具有应用于模拟电路和射频电路的潜力。明，

从此之后，石墨烯场效应晶体管（Ｇｒａｈｅｎｅｆｉｅｌｄ　－ｐ，得到更多关注，新成果不断ｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒＧＦＥＴ）　

制备Ｇ涌现。就目前来看，ＦＥＴ的石墨烯主要有三种类型：大面积单层石墨烯、石墨烯纳米带和双层石墨烯片。以下将分别对这三类ＧＦＥＴ的研究进展

进行介绍。

［］

墨烯为碳单分子层构成，就像是一张由碳原子织成的由正六边形小孔构成的网。如果有五边形和七边形存在，则它们构成石墨烯的缺陷，而少量的缺陷会使石墨烯片层产生一定程度的翘曲。正是因为其独特的结构，石墨烯材料不仅具有超过钻石的硬度，更

２３］－

。最近几具备了令无数科学家惊叹的物理性能［

年，越来越多的学者开始致力于把石墨烯材料引入电子工业，希望利用其特点制作出各种功能的电子例如场效应晶体管、透明电极、传感器、触摸屏器件，

和超级电容器等，相关的研究成果不断涌现，其中一些性能出色，显示了巨大的应用潜力。

石墨烯具有许多独特的物理特性，体现在各个

］１４－

方面，其中对于制作电子器件比较重要的特性［

有：

（）双极性场效应：尽管有半金属的性质，但和１

石墨烯具有明显的双极性电场效传统的金属不同，

应，在电场的作用下能够从ｎ型连续地变为ｐ型，载

１３　

流子浓度可以达到１×１０ｃｍ－２。

（）超高的迁移率：石墨烯作为电子器件材料最２

受关注的特点就是拥有超高的电子迁移速率。在室它依然保持超高的电子迁移温时的亚微米尺寸下，

４２　　－１－１

。速率（１．５×１０ｃｍＶｓ）

（）带隙调控：由于二维的石墨烯片层没有带３

呈金属性，因此限制了其应用领域。获得一种含隙，

这可以通带隙石墨烯的有效途径是破坏其对称性，过以下两种方法实现：将石墨烯片层切成窄条状制，，或得石墨烯纳米带（ＧｒａｈｅｎｅｎａｎｏｒｉｂｂｏｎＧＮＲ）　　ｐ者将两个石墨烯片层不对称地叠在一起。

（）量子霍尔效应：之前报道的大多数材料只能４在３而石墨烯在室温０Ｋ以下观察到量子霍尔效应，下也可表现出量子霍尔效应，其原因可能是石墨烯中的载流子表现出异常性质，遵守相对论力学而没因而不发生散射。有质量，

）（透光性：石墨烯高度透明，在可见光区的透５过率达９且与波长无关，因此在光电器件领７．７％，域也有很大应用潜力。

文中综述了大面积单层石墨烯、石墨烯纳米带和双层石墨烯片三种石墨烯场效应晶体管的研究进展，探讨了上述石墨烯材料对场效应晶体管性能的影响。

）（）图１　（具有顶栅的石墨烯场效应晶体管元件；有顶ａｂ

５］

栅和无顶栅石墨烯器件的传输性能比较［

）Ｇ；Ｆｉ．１　（ａｒａｈｅｎｅＭＯＳＦＥＴｄｅｖｉｃｅｗｉｔｈａｔｏａｔｅ　　　　　ｇｐｐｇ　（ｂ）Ｂａｃｋｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅａｔｅ－　　　ｇｇ　

ｒａｈｅｎｅｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｄｅｖｉｃｅｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔａ　－　　　　　ｇｐａｔｅ５ｔｏｇｐ　

［］

　４期　　杨正龙等：

石墨烯场效应晶体管研究进展

３４７

１．１　单层石墨烯场效应晶体管

［］

由Ｌｅｍｍｅ等５最初设计的这类具有顶栅的

如图２所示，Ｄａｉ研究小组采用一种全新的化

１２］

，学方法制备了石墨烯纳米带［研究人员将普通可

膨胀石墨加入到混合强酸中进行氧化处理，然后在含３％Ｈ２）加热１ｍ１０００℃下置于Ａｒ气氛中（ｉｎ，　

使石墨片层剥离，然后将已剥离的石墨分散在间亚苯亚乙烯与２，５－二辛氧基－对亚苯亚乙烯共聚物（的１，超声分散３ＰｍＰＶ）２０ｍｉｎ－二氯乙烷溶液中，后形成均相溶液，最后离心分离除去较大片层后，得到各种宽度的石墨烯纳米带。利用这种液相沉积法，最小可以制得宽度小于１并且无０ｎｍ的ＧＮＲ，论是之字形或手椅形纳米带，边缘都十分光滑。随后将制得的不同宽度的ＧＮＲ分别做成场效应晶体研究结果表明，随着选用的ＧＮＲ管器件进行测试，

／）宽度减小，器件开关比（不断增大，其中ｏｎｏｆｆｒａｔｉｏ　用最窄的小于１０ｎｍ的石墨烯纳米带可以制得室

６温下开关比在１×１左右的Ｆ０ＥＴ。由于具有更大的带隙、更平滑的边缘，更薄的氧化栅极和更短的

所用的石墨烯可ＧＦＥＴ采用大面积的单层石墨烯，

］］６７８１０－－或外延生长［制得。而以由化学气相沉积法［

顶栅电介质可以采用ＳｉＯＡｌｆＯ２、２Ｏ３和Ｈ２等金属

氧化物。由于单层石墨烯没有带隙，因此这类晶体故只能用于射频电路领域。管没有办法夹断，

第一个运行速度达到ＧＨｚ级别的ＭＯＳＦＥＴ

［］１

是由Ｍ在２该器件截止频ｅｒｉｃ等１００８年报道的，。此后，率（为１相继出现了不少关于４．７ＧＨｚｆＴ）

［０］

。ＧＨｚ级石墨烯ＭＯＳＦＥＴ的报道６－１ＩＢＭ的Ｗｕ９］

等［于２０１２年研究了在ＳｉＣ基板上形成石墨烯

栅长４ＦＥＴ，０ｎｍ的该元件截止频率最高可提高至

，这一性能大大超过了同样条件下的硅晶３５０ＧＨｚ）。体管（４０ＧＨｚ

１．２　石墨烯纳米带场效应晶体管

为了实现器件的夹断，需要在ＦＥＴ中引入半导体沟道；另外，带隙是半导体和绝缘体的固有性质，它在很大程度上决定了材料的电子输送能力。而与石墨烯没有带隙，因此不能采用普通晶硅材料不同，

体管的制备方法来制备石墨烯场效应晶体管。据研究表明，当石墨烯纳米带（宽度小于１ＧＮＲ）０ｎｍ时，无论是手椅型还是之字型，都具有带隙，呈半导

１２］

。因此通过将石墨烯制成纳米尺寸的纳体性质［

这种器件的电流密度可以达到２ＧＮＲ沟道，０００　

［５］

／，在相似载流子浓度条件下远远高于其它Ａｍ１μμ由ＧＮＲ制成的场效应晶体管。这一数据证明，相由石墨烯纳米带制得比大面积片层石墨烯晶体管，

的ＭＯＳＦＥＴ可以使得器件开关比和电流密度等性

米带，同时控制石墨烯纳米带的宽度和间距，就可以制得适用于逻辑电路的场效得到有带隙的石墨烯，应晶体管。

就目前而言，制备石墨烯纳米带的方法主要是

］１２１３－

从石墨晶体中剥离石墨烯片层后进行切割刻蚀［１４］

。其中，或者直接切割多壁碳纳米管［利用氧等离

子刻蚀技术可以制得宽度范围在１５～１００ｎｍ的纳

［４］

米带，利用这种方法制得了１Ｈａｎ等１５ｎｍ宽的纳

米带，最大带隙可以达到２００ｍｅＶ左右。

但是上述方法存在种种限制因素，无法进一步制石墨得宽度更窄的石墨烯纳米带。而理论研究表明，烯纳米带场效应管（在室温下进行正常工ＧＮＲＦＥＴ）作的前提是Ｇ并具有半ＮＲ的带宽尺寸小于１０ｎｍ，导体场效应晶体管的性能。而相比大面积的石墨烯石墨烯纳米带中载流子迁移能力会大幅降低。片层，

此外，石墨烯纳米带边缘的规整程度也有很大影响，纳米带边缘的不规整性也会造成晶体管开路电流的减小和闭路电流的增大，从而影响器件整体性能。因此，如何制备出更高质量的ＧＮＲ就成了这类器件能够实际应用前必须解决的首要问题。

）由石墨烯纳米带制成的场效应晶体管元件示图２　（ａ

１５］

；（）意图［ｂＶｄ．５Ｖ时不同带宽的石墨烯纳ｓ＝０１２］

米带制得的场效应晶体管的开关比［

Ｆｉ．２　（ａ）ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｒａｈｅｎｅｎａｎｏｒｉｂｂｏｎＦＥＴｄｅ　　　　　－ｇｇｐ

［１５］

／ｖｉｃｅ；（ｂ）ＩＩａｔｉｏｓ（ｕｎｄｅｒＶｄ．５Ｖ）　ｏｎｏｆｆｒｓ＝０

２

ｆｏｒＧＮＲｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｒｉｂｂｏｎｗｉｄｔｈｓ１　　　　　

［］

３４８

固　体　电　子　学　研　究　与　进　展３４卷

　

能有了大幅提高，如果今后能更方便地大规模制备出高质量的ＧＮＲ，未来这种纳米带晶体管还可应用于逻辑电路。

］１６１８－

除此之外，美国的几个研究小组［也相继报

１．３　双层石墨烯场效应晶体管

［９］

提出，如果将两个石墨烯片层不对ＭｃＣａｎｎ１

称地相叠加，并对其施加垂直的电场，可以使得石墨

并预测带隙与载流子浓度存在线性相烯产生带隙，

［０］

关性。Ｏ将双层石墨烯置于Ｓｈｔａ等２ｉＣ基质上，通过角分辨光电子能谱（测定不同载流子ＡＲＰＥＳ）

道了一种具有网眼结构的石墨烯膜（Ｇｒａｈｅｎｅｎａ　－ｐ及其场效应晶体管的制备方法。如ｎｏｍｅｓｈ，ＧＮＭ）

图３所示，通过在石墨烯上覆盖一层嵌段共聚物，再利用纳米平板印刷术在石墨烯片层上印制六角形图可得到一种具有网眼结构的石墨烯，而这可看作案，

是许多石墨烯纳米带周期有序排列得到的组合器而且件。该方法不但能实现在石墨烯中引入带隙，还能使器件的驱动电流得到大幅提升。目前的技术可以得到带宽为５ｎｍ的网眼石墨烯

［１６］

浓度下带隙的变化，也证实了这一想法。

［１］

采用相似的方法对置于ＳＺｈｏｕ等２ｉＣ上的石

墨烯进行了带隙的测定，当只有一个石墨烯片层时，

带隙为２随着片层数目的增加，带隙会逐渐６０ｍｅＶ，减小。而带隙产生的原因在于ＳｉＣ晶体和石墨烯之

２２］

。如图４所间插入了缓冲层，破坏了亚晶格对称［［３］

示，报道的双层石墨烯晶体管在室温下带Ｘｉａ等２

，器件开关

比在１能承载的电流大约为单个ＧＮＲ００左右，ＦＥＴ的１００倍。由于嵌段共聚物平板印刷术可以有效调

节图案的尺寸，因此如果能找到更合适的嵌段共聚物，使得ＧＮＭ的带宽进一步减小，将能使得这类晶嵌段共聚物平板印刷体管性能进一步提高。而且，

法具备大规模生产的优势，也会使这种由ＧＮＭ制备ＦＥＴ的方法在电子工业领域得到更大的应用前景。

隙可以超过１开关比可达到１３０ｍｅＶ，００。

总之，通过外加电场可以使得双层石墨烯产生带隙，但是其数值较小，而且双层石墨烯结构中载流子的迁移能力要低于无带隙的单层石墨烯。另外，与纳米带晶体管相比，双层石墨烯晶体管会因边缘不规整而但是影响较小，而且制备方法也更加简影响到性能，

单。有研究认为双层石墨烯晶体管更有可能达到较高

］２４

，的开关比［因此在未来得到实际应用的潜力更大。

）图４　（由双层石墨烯制成的场效应晶体管元件示意ａ

（）／图；ｂＤａ１．３Ｖｎｍ时器件开关比与温度的关ｖｅ＝

２３］

系［

）图３　（网眼石墨烯的Ｔ网格宽１标尺ａＥＭ图（１．２ｎｍ，

；（长度１网眼石墨烯场效应晶体管元件００ｎｍ）ｂ）

１６］示意图［

；ｒａｈｅｎｅＦｉ．４　（ａ）ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｂｉｌａｅｒＦＥＴｄｅｖｉｃｅ　　　　　ｇｐｇｙ

（）／ｂｄｅｖｉｃｅｏｎｏｆｆｃｕｒｒｅｎｔｒａｔｉｏｖｓｔｅｍｅｒａｔｕｒｅａｔ　　　　　　ｐ

３

／Ｄａ１．３Ｖｎｍ２ｖｅ＝

［］

）ＴＦｉ．３　（ａＥＭｏｆｒａｈｅｎｅｎａｎｏｍｅｓｈ（ｎｅｔｗｉｄｔｈ１１．２　　　　　ｇｇｐ

；（ｎｍ，ｓｃａｌｅａｒ００ｎｍ）ｂ）Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｆ　ｂ　１　ｏ

６

ＧＮＭＦＥＴｄｅｖｉｃｅ１　

［］

２　结　论

综述了大面积单层石墨烯、石墨烯纳米带和双

　４期　　杨正龙等：

石墨烯场效应晶体管研究进展

３４９

层石墨烯片三种石墨烯场效应晶体管的研究进展，介绍了石墨烯场效应晶体管的制备方法和标志性成果，探讨了石墨烯材料对于场效应晶体管器件性能与大面积单层石墨烯和石墨烯的影响。研究认为：

纳米带相比，双层石墨烯晶体管具有更高的开关比，因此其实际应用的前景更大。双层石墨烯晶体管在开关比达到１室温下带隙可超过１３０ｍｅＶ，００。

参

考

文

献

，ｕｒａｈｅｎｅｌｔｒａｓｍｏｏｔｈｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｓｅｍｉｃｏｎｄｅｒｉｖｅｄ　　　－ｇｐ

［］，（）：ｄｕｃｔｏｒｓＪ．Ｓｃｉｅｎｃｅ２００８，３１９５８６７１２２９１２３２．－［］Ｈ１３ａｎＭ　Ｙ， ｚｉｌｍａｚＢ，ＺｈａｎＹ，ｅｔａｌ．Ｅｎｅｒｂａｎｄ　　　－ｙｇｇｙ　　

［］ａｅｎｉｎｅｅｒｉｎｏｆｒａｈｅｎｅｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｓＪ．Ｐｈｓｉｃａｌ　　ｇｐｇｇｇｐｙ　　，（）：ＲｅｖｉｅｗＬｅｔｔｅｒｓ２００７，９８２０２０６８０５．　

［］Ｊ，Ｚ，Ｗ，１４ｉａｏＬｉｉｎｈａｎＬｉａｎＸｉｎｒａｎｅｔａｌ．Ｎａｒｒｏｗ　　ｙｇｇｇ　　

［］ｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｓｆｒｏｍｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓＪ．Ｎａｒａｈｅｎｅ　　　　－ｇｐ，（）：ｔｕｒｅ２００９，４５８７２４０８７７８８０．－

［］Ｗ，Ｏ，Ｌ，ｅ１５ａｎＸｉｎｒａｎｕａｎＹｉｉａｎｉＸｉａｏｌｉｎｔａｌ．　　ｇｙｇｊ　　

Ｒｏｏｍｒａｔｅｍｅｒａｔｕｒｅａｌｌｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｓｕｂ１０ｎｍ－　－－　－ｇｐｇ　

］ｈｅｎｅｎａｎｏｒｉｂｂｏｎｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ［Ｊ．Ｐｈｓｉｃａｌ　　－　ｐｙ，（）：Ｌｅｔｔｅｒｓ２００８，１００２０２０６８０３．Ｒｅｖｉｅｗ　

［］Ｂ，，，１６ａｉＪｉｎｗｅｉＺｈｏｎＸｉｎＪｉａｎＳｈａｎｅｔａｌ．Ｇｒａｈｅｎｅ　　ｇｇｇｇｐ　　

［］，：ｎａｎｏｍｅｓｈＪ．ＮａｔｕｒｅＮａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏ２０１０，５（３）　ｇｙ１９０１９４．－

［］Ｂ１７ｅｒｒａｄａＳ，ＮｕｅｎＶ　Ｈ，ＱｕｅｒｌｉｏｚＤ，ｅｔａｌ．Ｇｒａｈｅｎｅ　　　　ｇｙｐ

／ｏｏｄｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｗｉｔｈｈｉｈｏｎｏｆｆｒａｔｉｏａｎｄｎａｎｏｍｅｓｈ　　　　　　　ｇｇ

，ｓａｔｕｒａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒ［Ｊ］．ＡｌｉｅｄＰｈｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ　　　ｐｐｙ

（）：２０１３，１０３１８１８３５０９．［］Ｊ，，１８ｕｎＩＪａｎＨ　Ｙ，ＭｏｏｎＪｅｔａｌ．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｒａ　　　　－ｇｇｇ　　

ｈｅｎｅｎａｎｏｍｅｓｈｕｓｉｎｌａｔｉｎｕｍｎａｎｏｎｅｔｗｏｒｋａｓａａｔ　　　－　　　－ｐｇｐｐ　［］，（）：ｔｅｒｎｍａｓｋＪ．Ｎａｎｏｓｃａｌｅ２０１４，６１２６４８２６４８６．　－［］Ｍ１９ｃＣａｎｎＥ．Ａｓｍｍｅｔｒａｉｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｂａｎｄ　　　　ｙｙｇｐ　　

［］ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒａｈｅｎｅｏｆｂｉｌａｅｒＪ．ＰｈｓｉｃａｌＲｅｖｉｅｗＢ，　　　　　ｇｐｙｙ（）：２００６，７４１６１６１４０３．

［］Ｏ２０ｈｔａＴ，ＢｏｓｔｗｉｃｋＡ，ＳｅｌｌｅｒＴ，ｅｔａｌ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｔｈｅ　　　　ｙｇ　

］，ｒａｈｅｎｅ［ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｂｉｌａｅｒＪ．Ｓｃｉｅｎｃｅ　　　　ｇｐｙ（）：２００６，３１３５７８９９５１９５４．－

［］Ｚ２１ｈｏｕＳＹ，ＧｗｅｏｎＧ　Ｈ，ＦｅｄｏｒｏｖＡ　Ｖ，ｅｔａｌ．Ｓｕｂ　　　　　－

ｓｔｒａｔｅｉｎｄｕｃｅｄｂａｎｄａｏｅｎｉｎｉｎｅｉｔａｘｉａｌｒａｈｅｎｅ－　　　ｇｐｐｇｐｇｐ　　

［］，（）：Ｊ．ＮａｔｕｒｅＭａｔｅｒｉａｌｓ２００７，６１０７７０７７５．　－［］Ｖ，２２ａｒｃｈｏｎＦ，ＦｅｎＲ，ＨａｓｓＪｅｔａｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔｒｕｃ　　　　－ｇ　ｔｕｒｅｏｆｅｉｔａｘｉａｌｒａｈｅｎｅｌａｅｒｓｏｎＳｉＣ：ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅ　　　　　　　　ｐｇｐｙ

［］，（）：Ｊ．ＰｈｓｉｃａｌＲｅｖｉｅｗＬｅｔｔｅｒｓ２００７，９９１２ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　　ｙ１２６８０５．［］Ｘ２３ｉａＦ，ＦａｒｍｅｒＤＢ，ＬｉｎＹ　Ｍ，ｅｔａｌ．Ｇｒａｈｅｎｅｆｉｅｌｄ　　　　　　－ｐ

／ｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓｗｉｔｈｈｉｈｏｎｏｆｆｃｕｒｒｅｎｔｒａｔｉｏａｎｄ－　　　　　　ｇ

ｌａｒｅｔｒａｎｓｏｒｔｂａｎｄａｔｒｏｏｍｔｅｍｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．ａ　　　　　ｇｐｐｇｐ　

，（）：ＮａｎｏＬｅｔｔｅｒｓ２０１０，１０２７１５７１８．　－［］Ｌ２４ｉｕ　Ｗ，ＫｒａｅｍｅｒＳ，ＳａｒｋａｒＤ，ｅｔａｌ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅａｎｄ　　　　

ｒａｉｄｓｎｔｈｅｓｉｓｏｆｈｉｈｕａｌｉｔａｎｄｌａｒｅａｒｅａｂｅｒｎａｌ　　　－　－　ｐｙｇｑｙｇ　ｓｔａｃｋｅｄｂｉｌａｅｒｒａｈｅｎｅｕｓｉｎｃｈｅｍｉｃａｌｖａｏｒｄｅｏｓｉ　　　　　－ｙｇｐｇｐｐ　

［］，：ｔｉｏｎＪ．ＣｈｅｍｉｓｔｒｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ２０１４，２６（２）９０７　－ｙ　９１５．

）杨正龙（ＹＡＮＧＺｈｅｎｌｏｎ１９７４年　　男，ｇｇ生，汉族，江苏省宝应县人，同济大学材料科学与工程学院教授，从事纳米材料与电子器件的研究。

［］１ｏｖｏｓｅｌｏｖＫＳ，Ｇｅｉｍ　Ａ　Ｋ，ＭｏｒｏｚｏｖＳＶ，ｅｔａｌ．Ｅｌｅｃ　Ｎ　　　　　－

［］ｔｒｉｃｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｉｎａｔｏｍｉｃａｌｌｔｈｉｎｃａｒｂｏｎｆｉｌｍｓＪ．Ｓｃｉ　　　　　　－ｙ　，（）：ｅｎｃｅ２００４，３０６５６９６６６６６６９．－

［］２ｈｉｎ　Ｗ　Ｃ，ＹｏｏｎＴ，ＭｕｎＪＨ，ｅｔａｌ．Ｄｏｉｎｓｕｒｅｓ　Ｓ　　　　－ｐｇｐｐ　

ｓｉｏｎａｎｄｍｏｂｉｌｉｔｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓｒａｈｅｎｅ　　　　　ｙｇｐ　ｕｓｉｎａｎａｄｈｅｓｉｏｎｄｒｔｒａｎｓｆｅｒｆａｂｒｉｃａｔｅｄｒｏｍｏｔｉｎ　　　ｇｙｐｇ　　　［］，：ｒｏｃｅｓｓＪ．ＡｌｉｅｄＰｈｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ２０１３，１０３（２４）　　ｐｐｐｙ２４３５０４．

［］３ｈａｒｍａＢＫ，ＡｈｎＪＨ．Ｇｒａｈｅｎｅｂａｓｅｄｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔ　Ｓ　　　　　　　ｐ

：Ｅｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓｆｆｏｒｔｓｍａｄｅｔｏｗａｒｄｓｆｌｅｘｉｂｌｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　　　　［］，（）：Ｊ．ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ２０１３，８９１１７７１８８．　　－

［］４ｈａｎＸＹ，ＨｕｉｓｍａｎＥ　Ｈ，Ｇｕｒｒａｍ　Ｍ，ｅｔａｌ．Ｓｕｒａ　Ｚ　　　－ｇｐ　

ｒａｈｅｎｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｈｅｍｉｓｔｒｏｎｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ　　　－　ｇｐｙ　

［］，（）：Ｊ．Ｓｍａｌｌ２０１４，１０９１７３５１７４０．－［］，５ｅｍｍｅＭ　Ｃ，ＥｃｈｔｅｒｍｅｅｒＴＪＢａｕｓＭ，ｅｔａｌ．Ａｒａ　Ｌ　　　　　　－ｙｇｈｅｎｅｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｄｅｖｉｃｅ［Ｊ］．ＩＥＥＥＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅ　－　　　ｐ，（）：２００７，２８４２８２２８４．Ｌｅｔｔｅｒｓ－

［］，Ｌ，Ｘ，６ａｎＣｈｅｎｉｎＪｉａｄａｎｉａｎＤｕｅｔａｌ．Ｉｍｒｏｖｉｎ　Ｈ　　　ｇｇｐｇ　

ｒａｈｅｎｅｃｈｅｍｉｃａｌｖａｏｒｄｅｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｕｓｉｎ　　　　ｇｐｐｐｙｇ　

：Ａｔｒｉｏｘｉｄｅｎｉｎｓｉｔｕｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｍｏｌｂｄｅｎｕｍ　　－　　　ｙ［］，：ｓｔｕｄＪ．ＡｌｉｅｄＰｈｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ２０１３，１０３（２６）　　ｙｐｐｙ２６３１１７．

［］，Ｙ，，７ｈｏｕＨａｉｌｏｎｕ　ＷｏｏｏｎＬｉｕＬｉｘｉｎｅｔａｌ．Ｃｈｅｍｉ　Ｚ　　　－ｇｊｇ

ｒｏｗｔｈｃａｌｖａｏｕｒｄｅｏｓｉｔｉｏｎｏｆｌａｒｅｓｉｎｌｅｃｒｓｔａｌｓｏｆ　　　　　　　　ｇｐｐｇｇｙ

］ａｎｄｂｉｌａｅｒＪ．ＮａｔｕｒｅＣｏｍｍｕｍｏｎｏｌａｅｒｒａｈｅｎｅ［　　　　－ｙｙｇｐ，ｎｉｃａｔｉｏｎｓ２０１３，４：２０９６．

［］８ｕｏＺＬ，ＤｏｎＲ，ＣｈａｋｒａｂｏｒｔＰＳ，ｅｔａｌ．Ｒｅｃｏｒｄ　Ｇ　　　　ｇｙ　　

ｍａｘｉｍｕｍｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｆｒｅｕｅｎｃｉｎＣｆａｃｅｅｉｔａｘｉａｌｒａ　　　－　　－ｑｙｐｇ　

，２：ｈｅｎｅｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ［Ｊ］．ＮａｎｏＬｅｔｔｅｒｓ０１３，１３（３）　　ｐ

９４２９４７．－

［］９Ｙ　Ｑ，ＪｅｎｋｉｎｓＫ　Ａ，ＶａｌｄｅｓａｒｃｉａＡ，ｅｔａｌ．Ｓｔａｔｅ　Ｗｕ　　－Ｇ　　－

ｈｕｅｎｃｏｆｔｈｅａｒｔｈｉｆｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ［Ｊ］．ｒａｈｅｎｅ－－　　－ｇｐｇｑｙ　ｅ，（）：ＮａｎｏＬｅｔｔｅｒｓ２０１２，１２６３０６２３０６７．　－

［］Ｍ１０ｏｏｎＪＳ，ＣｕｒｔｉｓＤ，ＨｕＭ，ｅｔａｌ．Ｅｉｔａｘｉａｌｒａｈｅｎｅ　　　　　－ｐｇｐ

ＲＦｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓｏｎＳｉｆａｃｅ６Ｈ－ＳｉＣｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ　－　　　－　　

［］，２：Ｊ．ＩＥＥＥＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅＬｅｔｔｅｒｓ００９，３０（６）　　　６５０６５２．－［］Ｍ，ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ１１ｅｒｉｃＩＢａｋｌｉｔｓｋａａＮ，ＫｉｍＰ，ｅｔａｌ．ＲＦ　　　　　ｐｙ

，ｏｆｔｏａｔｅｄｚｅｒｏｂａｎｄａｒａｈｅｎｅｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎ　－－　－　－ｐｇｇｐｇｐ　

ｓｉｓｔｏｒｓ［Ｃ］．ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｖｉｃｅｓ　　　

，，ＭｅｅｔｉｎＳａｎＦｒａｎｃｉｓｃｏＣＡ）ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｉｅｓｔ２００８　　ｇ（ｇ（）：５５１３５１６．－

［］Ｌ，Ｗ，，１２ｉＸｉａｏｌｉｎａｎＸｉｎｒａｎＺｈａｎＬｉｅｔａｌ．Ｃｈｅｍｉｃａｌｌ　　ｇｇｙ