伽马辐射对石墨烯及石墨烯器件的影响

• 作 者: 韩买兴
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 石墨烯 场效应晶体管 拉曼光谱 电学特性

英国曼彻斯特大学Andre Geim教授和Kostya Novoselov博士领导的课题组发现的石墨烯，仅有一个原子层厚，成蜂窝状密排晶格结构，且有高的载流子迁移率，引起了科学家的广泛研究。本论文利用60Co辐射源开展伽马射线对石墨烯及石墨烯器件影响的研究。论文的主要工作如下：　　
1)采用微机械剥离方法制备石墨烯材料利用胶带从高定向热解石墨中剥离出石墨烯，然后转移到300nm氧化硅衬底上，在1000倍显微镜下通过颜色对比寻找出单层的石墨烯，并利用拉曼光谱中2D峰的峰形峰位等信息做进一步的验证。　　
2)研究伽马射线对石墨烯材料的影响利用拉曼光谱技术开展了伽马辐射对石墨烯材料性能影响的研究，发现伽马射线能够在不同层数的石墨烯中引入缺陷，并且通过D峰和G峰的强度比以及D峰的峰位分析得出伽马射线对双层石墨烯的影响要小于单层和三层石墨烯，得出双层石墨烯更适合应用在辐射环境中。　　
3)制备出石墨烯场效应晶体管在制得石墨烯材料的基础上，利用现代先进微电子技术对石墨烯进行定位，并制作源漏接触，成功地制备出背栅石墨烯场效应晶体管。　　
4)研究伽马射线对石墨烯场效应晶体管的影响研究了伽马射线辐照对石墨烯场效应晶体管电学性能的影响。研究发现，石墨烯场效应晶体管的狄拉克电压辐射后向正高压方向移动了约20V，迁移率衰减了12％左右，在常温常压下的超净间静置14天和28天后分别测量晶体管的转移特性，并从转移特性中提取出迁移率数据，发现晶体管静置14天后，转移特性中的狄拉克点电压基本恢复的辐射前的状态，并且迁移率相比于辐射前增大约32％。