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Graphen auf SiC: Herstellung, elektronische Struktur und Anwendungen als Transistor

SiC 上的石墨烯：制造、电子结构及其作为晶体管的应用

基本信息

批准号：
53428716
负责人：
Professor Dr. Thomas Seyller
金额：
--
依托单位：
Lehrstuhl für Angewandte Physik (LAP)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2007
资助国家：
德国
起止时间：
2006-12-31 至 2009-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/53428716?language=en
关键词：
Graphen auf SiC Herstellung elektronische

项目摘要

Graphen ist eine Ebene dreifach koordinierter Kohlenstoffatome, gewissermaßen eine Monolage von Graphit. Vor etwa drei Jahren konnte eine einzelne Graphenschicht erstmals durch wiederholtes Spalten von Graphit präpariert werden und in einer Reihe von Aufsehen erregenden Experimenten zeigten sich seine außergewöhnlichen Eigenschaften. Aufgrund seiner Struktur stellt Graphen das ideale zweidimensionale Elektronensystem dar, das zudem oberflächensensitiven Charakterisierungsmethoden zugänglich ist. Wegen der Besonderheiten der Bandstruktur verhalten sich Elektronen und Löcher wie ruhemasselose Teilchen. Die Wellenfunktion ist zweikomponentig, wie man es von Dirac-Teilchen her kennt. All das führt nicht nur zu einem Reichtum ausgefallener physikalischer Eigenschaften, sondern macht Graphen mit der Möglichkeit des ambipolaren Transports und Ladungsträgerbeweglichkeiten von mindestens 60.000 cm2V-1s-1 auch zu einem außergewöhnlichen Material für elektronische Anwendungen. Auf der Grundlage umfangreicher eigener Vorarbeiten zur Synthese von Graphen auf Siliziumkarbid (SiC)-Einkristallen soll in diesem Projekt ein neuartiger Graphen-basierter Feldeffekttransistor realisiert werden. Diese qualitativ neue Grundlagenentwicklung öffnet die Möglichkeit für eine Vielzahl von Experimenten und Anwendungen. Bei der Anwendung als Gassensor werden Empfindlichkeiten zum Nachweis einzelner Gasmoleküle erwartet. Beim Kondoeffekt mit spintragenden Molekülen wird die Wechselwirkung zwischen Molekülen und zweidimensionalem Elektronengas in einem neuen Kontext untersucht. Die Zugkraft des hier avisierten Feldeffekttransistors liegt in der Tatsache, dass seine Realisierung auf gängiger Halbleitertechnologie beruht, angewandt auf SiC. SiC dient dabei nicht nur als Ausgangsmaterial für die großflächige, thermisch kontrollierte Synthese ein- oder mehrlagiger Graphenschichten. Undotiertes SiC wird auch als Gateisolator verwendet, das die Graphenschicht von dem Gate trennt, welches durch flache Implantation unter die Oberfläche erzeugt wird. Mit unserer langjährigen Erfahrung mit SiC als Halbleitermaterial, und unseren Vorexperimenten, denen beste Probenqualität attestiert wird sehen wir uns in aussichtsreicher Lage, die qualitativ besten Materialien in diesem stark umkämpften Gebiet beitragen zu können, was ohne Zweifel ein Schlüssel zu einer reichhaltigen neuen Physik und Technologie werden wird.

Graphen ist eine Ebene dreifach koordinierter Kohlenstoffatome，gewissermaßen eine Monolage von Graphit.三年来，我们通过对石墨进行韦尔登，并在一个由Aufsehen erregenden Experimenten zeigten设计的具有自身特征的实验中，首次发现了一种新的石墨。从结构上看，Graphen是一个理想的二维电子系统，它的特点是灵敏度高。带式结构的基座可以通过电子和激光实现。健康功能是由两部分组成的，就像迪拉克-泰尔钦所说的那样。所有的führt nur zu einem Reichtum ausgefallener physikalischer Eigenschaften，sondern macht Graphen mit der Möglichkeit des ambipolaren Transports und Ladungsträgerbeweglichkeiten von mindestens 60.000 cm2V-1s-1 auch zu einem außergewöhnlichen Material für elektronische Anwendungen.基于石墨烯与碳化硅（SiC）合成的基本原理，本文提出了一种新的石墨烯基场效应晶体管实现方案，该方案可用于韦尔登场效应晶体管的研制。Diese qualitativ neue Grundlagenentwicklung öffnet die Möglichkeit für eine Vielzahl von Experimenten und Anwendungen.气体传感器韦尔登在一个小行星上发现了气体分子。带自旋分子的近场效应将在一个新的近场中产生分子和二维电子的相互作用。半导体场效应晶体管的制造工艺位于Tatsache中，实现了半导体技术的发展，并在SiC上进行了应用。SiC dient dabei nur als Ausgangsmaterial für die großflächige，thermisch kontrollierte Synthese ein-oder mehrlagiger Graphenschichten. SiC也可以用作栅极隔离器，栅极上的图形可以通过在上表面上的flache implantation来实现。在我们的拉格试验中，我们发现，用SiC作为半导体材料的最佳工艺，以及最佳的产品质量证明，在这种完全不同的环境中，最佳的材料质量是一种最新的韦尔登。