表面電荷轉(zhuǎn)移摻雜石墨烯具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、摻雜效率高、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，在石墨烯基電子器件中占有重要地位。在本研究中，我們利用p型強(qiáng)分子摻雜劑六氰基-三甲烯-環(huán)丙烷(CN6-CP)演示了石墨烯表面電荷轉(zhuǎn)移空穴的有效摻雜。原位光電子能譜研究表明，CN6-CP具有6.37 eV的高本征功函數(shù)，促進(jìn)了石墨烯向CN6-CP的電子轉(zhuǎn)移。因此，石墨烯層在與CN6-CP直接接觸時(shí)出現(xiàn)了孔堆積現(xiàn)象。霍爾效應(yīng)測(cè)量結(jié)果表明，在6 nm CN6-CP蒸發(fā)后，石墨烯的面空穴密度從8.3x10
12 cm
-2顯著增加到2.21x10
13 cm
-2。具有強(qiáng)p-摻雜效應(yīng)的CN6-CP受體對(duì)石墨烯基電子器件和有機(jī)電子器件都具有重要意義。
圖1. (a) CN6-CP的分子結(jié)構(gòu)和摻雜機(jī)理。(b)裸硅基底上2 nm CN6-CP的UPS光譜。
圖2. (a) SECO在低動(dòng)能區(qū)的UPS光譜，(b) 低結(jié)合能區(qū)的價(jià)帶特征和(c) EF附近的相應(yīng)特寫(xiě)光譜，以及CN6-CP 在石墨烯上連續(xù)沉積過(guò)程中的XPS核心能級(jí)的(d) C 1s和(e) N 1s光譜。
圖3. 石墨烯的樣品功函數(shù)和 sp
2 C 1s 峰隨 CN6-CP 覆蓋率的變化。
圖4. 石墨烯范德保羅器件在 6 nm CN6-CP 蒸發(fā)前后的霍爾電壓響應(yīng)。
相關(guān)研究成果由中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所，中國(guó)科學(xué)院有機(jī)固體重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京分子科學(xué)國(guó)家研究中心Xiaojuan Dai等人于2022年發(fā)表在Chinese Chemical Letters (https://doi.org/10.1016/j.cclet.2022.02.044)上。原文：Surface charge transfer doping of graphene using a strong molecular dopant CN6-CP。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
