[发明专利]一种基于金-黑磷烯的负微分电阻场效应晶体管及其制备

权利要求书

1.一种基于金-黑磷烯的负微分电阻场效应晶体管，其特征在于，包括构成源极和漏极的两个金电极，位于两个金电极之间的中间散射区的二维层状材料黑磷烯，以及位于所述黑磷烯两边的栅极，其中，所述黑磷烯的两端分别与所述两个金电极接触耦合；

所述的两个金电极为金属材料薄层，所述两个金电极和黑磷烯以“金电极-黑磷烯-金电极”的方式沿z轴方向排列构成“三明治层状结构”，金电极的（100）表面、二维层状材料黑磷烯在x轴和y轴方向具有一定厚度的真空层，其中，所述黑磷烯的zigzag方向与两个金电极的连线垂直；

所述的黑磷烯沿z轴方向的厚度为纳米量级；

所述的中间散射区采用二维层状材料黑磷烯作为隧穿通道；

所述的源极和漏极采用金材料作为电极，且黑磷烯的两端分别与所述两个金电极的（100）表面接触；

所述晶体管的负微分电阻场效应是利用二维层状材料黑磷烯直接带隙p型半导体的电子性质，使黑磷烯与金电极的（100）表面电子态之间杂化，即形成负微分电阻效应。

2.如权利要求1所述的基于金-黑磷烯的负微分电阻场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）利用金材料作为构成所述晶体管的源极和漏极的两个金电极；

（2）两个金电极之间的中间散射区由二维层状材料黑磷烯构成，所述黑磷烯的zigzag方向和金电极的（100）表面接触，形成杂化相互作用区域；

（3）将金电极的（100）表面和二维层状材料黑磷烯zigzag方向沿z轴方向排列并构成“金电极-黑磷烯-金电极”式的三明治层状结构，即制成层状结构的双电极输运系统；

（4）在二维层状材料黑磷烯的两边设计出作为栅极的孔洞，在孔洞中制作栅极，即得到所述负微分电阻场效应晶体管。