一种复合掺杂方式对石墨烯载流子浓度的调制

作者：唐静; 范晓东; 曾长淦

来源：中国科学技术大学学报, 2021, 1-9.

• 电子束照射
• 硝酸掺杂
• 局域掺杂
• 复合掺杂
• 载流子浓度

作为一种狄拉克半金属，石墨烯非常大的优点是其载流子浓度极易调控。目前已经发展出很多载流子浓度调控方法，其中栅压调节是应用最广的一种手段。但是在实际应用中，栅压也有一定的局限性。例如一些设计电路、测试仪器并不能承受几十甚至上百伏的高压。最近出现一种电子束辐照掺杂的方式，可以局域、连续地调控石墨烯载流子浓度，但调控范围较小。本文应用硝酸掺杂结合电子束辐照的复合方式，实现了石墨烯载流子浓度的大范围、连续调控。通过分析扫描近场光学显微镜和电输运测试结果，我们发现此复合方式可以将石墨烯载流子浓度从2.15×1013 cm-2调控至-1.49×1012 cm-2，效果相当于常用的300 nm二氧化硅介电层320 V的栅压变化。另外，通过电子束曝光可以对石墨烯进行预设图案的局域掺杂。这种简单、高效的复合掺杂方式有着非常广泛的应用前景。

• 单位
  中国科学技术大学