[发明专利]强极化分子及应用其制备的单分子场效应晶体管

权利要求书

1.一种用于单分子场效应晶体管的强极化分子，所述强极化分子具有以下结构式中的一种：

。

2.一种强极化分子-石墨烯分子异质结，其中该分子异质结包括通过酰胺共价键连接于具有纳米间隙的二维单层石墨烯的间隙之间的用于单分子场效应晶体管的强极化分子，所述强极化分子具有以下结构中的一种：

。

3.如权利要求2所述的强极化分子-石墨烯分子异质结，其中所述具有纳米间隙的二维单层石墨烯为具有纳米间隙阵列的二维单层石墨烯。

4.一种单分子场效应晶体管，其包括衬底、栅极、介电层及权利要求2-3任一项所述的强极化分子-石墨烯分子异质结；所述介电层位于所述栅极与强极化分子-石墨烯分子异质结之间。

5.如权利要求4所述的单分子场效应晶体管，其中所述栅极的材料选自石墨烯或金属铝中的一种。

6.如权利要求4所述的单分子场效应晶体管，其中所述介电层的材料选自氧化铪、氧化锆、氧化钛、氧化铝中的一种或其组合。

7.如权利要求6所述的单分子场效应晶体管，其中：

所述介电层为氧化铪层，所述栅极为石墨烯层；或

所述介电层为氧化锆层，所述栅极为石墨烯层；或

所述介电层为氧化钛层，所述栅极为石墨烯层；或

所述介电层为氧化铝层，所述栅极为金属铝层；或

所述介电层为氧化铝与氧化铪的复合层，所述栅极为金属铝层。

8.如权利要求4所述的单分子场效应晶体管，其中所述衬底为具有氧化硅层的硅片，所述氧化硅层的厚度为200-400nm。

9.如权利要求4所述的单分子场效应晶体管，其中介电层的厚度为3-10nm。

10.如权利要求4所述的单分子场效应晶体管，其中所述介电层的厚度为4-7nm。

11.如权利要求4所述的单分子场效应晶体管，其中，所述栅极置于所述衬底上，所述介电层置于所述栅极上，所述强极化分子-石墨烯分子异质结置于所述介电层上；或

所述强极化分子-石墨烯分子异质结置于所述衬底上，所述介电层置于所述强极化分子-石墨烯分子异质结上，所述栅极置于所述介电层上。

12.一种分子开关，其包含权利要求4-11中任一项所述的单分子场效应晶体管。

13.一种半导体芯片，其包含权利要求4-11中任一项所述的单分子场效应晶体管。