AFM：一种自下而上合成的纳米多孔石墨烯晶体管

纳米多孔石墨烯(NPG)具有均匀的电子禁带和合理设计的突现电学性质，在原子精密合成的场效应晶体管(FET)等电子器件中具有广阔的应用前景。用于合成石墨烯纳米带(GNR)的自下而上表面合成方法可以为NPG的形成以获得这些理想的性质，提供必要的原子精度。然而，迄今为止，通过自下而上合成的NPG在电子器件上的性能潜力在很大程度上还没有被完全开发出来。

近日，加州大学伯克利分校Jeffrey Bokor报道了展示了一种通过自下而上合成C-NPG的短沟道FET，并从实验和理论上研究了它们的电荷传输特性。
文章要点：1）研究人员首先通过自下而上、表面合成的方法在金/云母衬底上合成C-NPG，然后通过湿法转移到介质衬底上进行器件集成。2）研究人员建立了一种可靠的非原位拉曼表征方法，用于监测生长在Au衬底上的C-NPG的质量和空气稳定性。此外，自下而上合成的C-NPG FET具有超过104的高开关比，扫描隧道显微镜（STM）成像表征发现，这与材料的结构质量有很强的相关性。3）尽管C-NPG是由C-GNR组成的NPG，但研究发现，自下而上的C-NPG FET的开关比要优于块状石墨烯、自上而下的石墨烯纳米尺寸和C-GNR FETs，从而证明自下而上方法由于其结构和电子性质的严格控制而获得了具有优异特性的材料。此外，还发现空气暴露对C-NPG FET具有可逆的p型掺杂效应。4）研究人员最后进行了电子结构和输运计算，揭示了C-NPG中强烈的电导各向异性效应，并进一步证实了结构质量的本质作用。

参考文献：Zafer Mutlu, et al, Bottom-Up Synthesized Nanoporous Graphene Transistors, Adv. Funct. Mater. 2021DOI: 10.1002/adfm.202103798https://doi.org/10.1002/adfm.202103798

信息来源：公众号【半导体技术情报】

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。