锯齿形石墨烯反点网络加工与输运性质研究

发布时间：2018-04-05 22:00

  本文选题：石墨烯　切入点：氮化硼　出处：《物理学报》2017年21期

【摘要】：具有特定边界的石墨烯纳米结构在纳电子学、自旋电子学等研究领域表现出良好的应用前景.然而石墨烯加工成纳米结构时,无序的边界不可避免地会降低其载流子迁移率.氢等离子体各向异性刻蚀技术是加工具备完美边界石墨烯微纳结构的一项关键技术,刻蚀后的石墨烯呈现出规则的近原子级平整的锯齿形边界.本文研究了氮化硼上锯齿形边界石墨烯反点网络的磁输运性质,低磁场下可以观测到载流子围绕着一个空位缺陷运动时的公度振荡磁阻峰.随着磁场的增大,朗道能级简并度逐渐增大,载流子的磁输运行为从Shubnikov-de Haas振荡逐渐向量子霍尔效应转变.在零磁场附近可以观测到反点网络周期性空位缺陷的边界散射所导致的弱局域效应.研究结果表明,在氮化硼衬底上利用氢等离子体刻蚀技术加工锯齿形边界石墨烯反点网络,其样品质量会明显提高,这种简单易行的方法为后续高质量石墨烯反点网络的输运研究提供了新思路.
[Abstract]:Graphene nanostructures with specific boundaries have shown good application prospects in nanoelectronics, spin electronics and other fields.However, when graphene is processed into nanostructures, the disordered boundary will inevitably decrease its carrier mobility.Hydrogen plasma anisotropic etching technique is a key technique for machining graphene microstructures with perfect boundary. The etched graphene presents regular, near atomic level flat sawtooth boundaries.The magnetic transport properties of zigzag boundary graphene inverse point network on boron nitride have been studied. In a low magnetic field, the resonance oscillatory magnetoresistive peak of carrier moving around a vacancy defect can be observed.With the increase of magnetic field, the degeneracy of Landau energy level increases gradually, and the magnetic transport behavior of carrier changes from Shubnikov-de Haas oscillation to quantum Hall effect.The weak local effect caused by the boundary scattering of periodic vacancy defects in the antipoint network can be observed near the zero magnetic field.The results show that the sample quality of the zigzag boundary graphene reverse point network can be improved by hydrogen plasma etching on the boron nitride substrate.This simple and easy method provides a new idea for the study of the transport of high quality graphene reverse point network.
【作者单位】： 中国科学院物理研究所北京凝聚杰物理国家实验室;中国科学院大学物理学院;北京纳米材料与纳米器件重点实验室;量子物质科学协同创新中心;
【基金】：国家自然科学基金(批准号:61325021,11574361,61390503) 国家重点基础研究发展计划(批准号:2013CB934500,2013CBA01602)资助的课题~~
【分类号】：O613.71

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