石墨烯/钽酸锂场效应晶体管温度电阻特性研究

作     者：金庆喜 连紫薇 赵永敏 明安杰 魏峰 毛昌辉 Jin Qingxi;Lian Ziwei;Zhao Yongmin;Ming Anjie;Wei Feng;Mao Changhui

作者机构：中国有研科技集团有限公司智能传感功能材料国家重点实验室北京101407 有研工程技术研究院有限公司先进电子材料事业部北京101407 北京有色金属研究总院北京100088 

出 版 物：《稀有金属》 (Chinese Journal of Rare Metals)

年 卷 期：2024年第48卷第7期

页      面：1056-1062页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(61874137) 国家重点研发计划项目(2019YFB2005705) 山东省重点研发计划项目(2020CXGC010203)资助 

主　　题：石墨烯 石墨烯晶体管 钽酸锂 热释电 温度电阻系数(TCR) 

摘      要：二维石墨烯材料的原子尺度厚度和其可调的能带结构使其对电介质环境高度敏感,从而使得石墨烯/电介质材料体系对外界多种物理量有敏感响应特性。通过制备石墨烯/钽酸锂热释电栅场效应晶体管并分析该体系的电学传输特性,研究了石墨烯/钽酸锂体系对温度的敏感性,证明该体系中石墨烯载流子浓度的变化与外界温度的变化成正比。场效应晶体管器件在不同温度下的伏安特性表明,25℃时石墨烯沟道的阻值约为3850Ω,随着温度的升高电阻变大。器件的温度响应曲线表明,当温度升高至61.2℃时,该体系电阻达到最大值(7900Ω),继续升温电阻减小。当温度(T)介于30~61.2℃之间时,其温度电阻系数(TCR)约为3.2%·℃^(-1),当温度介于61.2~66℃之间时,其TCR约为-3.94%·℃^(-1)。温度变化引起钽酸锂表面电场发生变化,而石墨烯的载流子浓度及种类可随电场强度发生变化,从而导致其电阻随温度变化。石墨烯/钽酸锂材料体系可应用于热探测器领域。