[发明专利]一种石墨烯纳米带场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯纳米带场效应晶体管，其特征在于，包括衬底、沟道层、HfO₂材质的底栅介质层、HfO₂材质的顶栅介质层、源电极、漏电极和顶栅电极，所述沟道层为采用石墨烯纳米带制成的沟道层，所述顶栅介质层和底栅介质层分别位于沟道层的上方和下方，衬底位于底栅介质层的下方，源电极和漏电极分别位于沟道层的两端，顶栅电极位于顶栅介质层上。

2.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带场效应晶体管，其特征在于，所述沟道层的宽度小于10nm。

3.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带场效应晶体管，其特征在于，构成沟道层的材料为单层或双层石墨烯纳米带。

4.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带场效应晶体管，其特征在于，所述底栅介质层和顶栅介质层的厚度为30nm。

5.一种石墨烯纳米带场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在衬底上采用原子层淀积方法制作一层HfO₂层作为底栅介质层；

(2)制备石墨烯纳米带：

A、将350μm级别的石墨烯采用化学插层法产生可扩展的石墨；

B、快速的将可扩展的石墨加热到800℃-1200℃，把石墨烯剥离成一堆层数很少的石墨烯片；

C、利用PmPV液相超声和功能化所述石墨烯片可以产生在DCE中稳定悬浮的石墨烯纳米带；

(3)将带有底栅介质层的衬底浸入到有石墨烯纳米带的PmPV/DCE溶液中15-25分钟，然后用异丙醇冲洗，再用氩气吹干；

(4)然后再将其在空气中加热，然后再真空中退火，进一步清洁其表面；

(5)检测衬底上的石墨烯纳米带，并记录其位置，得到石墨烯纳米带材质的沟道层；

(6)再用电子束光刻技术在源、漏区制作第一组Au或Au/Ti接触，得到源、漏电极；

(7)在沟道层上采用原子层淀积方法制作一层HfO₂层做为顶栅介质；

(8)在顶栅介质层上采用电子束光刻，淀积形成顶栅电极。

6.根据权利要求5所述的石墨烯纳米带场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述化学插层法所用的插层剂为硫酸和硝酸。

7.根据权利要求5所述的石墨烯纳米带场效应晶体管的制备方法，其特征在于，在进行步骤(3)之前，先在步骤(1)中所得到的衬底的底栅介质层上做上金属标记。