Зависимость Подвижности Носителей Заряда В Гибридных Наноструктурах На Интерфейсе Графена С Молекулярными Ионами От Их Зарядовой Плотности

Abstract

A.V. Butko, V.Y. Butko, Y.A.Kumzerov Ioffe Institute, 194021, St. Petersburg, Russia Hybrid nanostructures with large interface between nanostructural elements play an important role in the modern electronics. Among these nanostructures are hybrid nanostructures formed at the interface of graphene with ensembles of molecular ions in the solution gated Graphene Field Effect Transistors (GFETs) that are promising for chemical and biological sensor fabrication. Therefore investigation of interfacial effects in electrical transport in these systems is interesting. This work is a theoretical study of dependence of the charge carrier mobility (µ) in these nanostructures on density of the interfacial molecular ions (Nii). We show that dependence µ~1/(Nii)^1/2 obtained in free charge carrier model with short range scattering in case of the weak interaction between the charge carriers and the interfacial ions is in agreement with experimental transistor characteristics obtained at the high gate voltages.

Учет Квантовой Емкости И Подвижности Носителей Заряда Для Оптимизации Сенсорного Отклика В Графеновых Транзисторах

“…Поэтому в этом случае возможно селективное детектирование молекул, содержащихся в жидком затворном изоляторе. Важно отметить, что эффективность детектирования молекул снижается за счет уменьшения подвижности носителей заряда в графене при формировании интерфейсных молекулярных Кулоновских центров рассеяния [10,11,16]. С учетом указанных ранее зависимостей µ от N m , получаем.…”

“…Полевые транзисторы с жидкими затворными изоляторами (SGFETs) перспективны для создания химических и биологических сенсоров нового поколения [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11]. Их сенсорный отклик определяется гибридными наноструктурами, формируемыми на интерфейсе графена в SGFETs за счет квазистационарной электростатической связи [8,9] между носителями заряда в графене и зарядами различных молекул, расположенных на его интерфейсе с жидким затворным изолятором см.…”