用氢氟酸（40 wt％）清洁60 s的P型（100）GE底物，以消除表面上的天然氧化物 。通过在200°C（前体 ，tetrakis（dimethylamido）hafnium（HF（NME2）4）和水的原子层沉积 ，将30 nm厚的HFO2绝缘层沉积在GE底物的顶部 。刮擦GE底物的底部，并通过电子束蒸发进行Ti/Au（5/50 nm）金属化以形成欧姆接触。通过光刻和电子束蒸发形成了使用Ti/Au（5/50 nm）的Ti/Au（5/50 nm）的电极金属化。对于光刻印，光蛋白师S-1813（以3,000 rpm的旋转涂层30 s ，在120°C下烘烤2分钟）和LOR3A（以3,000 rpm旋转50 s ，在190°C下烘烤5分钟） 。然后通过光刻和反应离子蚀刻（CF4 50标准立方厘米每分钟（SCCM），5.0 PA ，5.0 PA ，射频100 W，5.5分钟）对底物上的HFO2层进行图案化 ，然后用稀释的氢氟酸（5 wt％）蚀刻30 s ，以形成30 s的蚀刻，形成窗口 。
单层GR膜是通过化学蒸气沉积在商用铜箔上（99.9％ ，厚25μm）合成的。首先在5-SCCM氢气下在1,000°C下在1,000°C退火 ，然后在总压（5 SCCM）和甲烷（60 SCCM）的混合物下以100 pA的总压（60 SCCM）生长30分钟，然后缓慢冷却至室温 。
使用典型的湿多甲基丙烯酸酯（PMMA）方法转移GR 。首先将PMMA的溶液（950 kDa分子量 ，Sigma ，4 wt％在乙酸乙酯中）首先在石墨烯/CU箔上以2,000 rpm的速度旋转60 s，并在180°C固化15分钟。通过化学蚀刻去除Cu箔后，将PMMA/GR膜仔细地收集在所需的目标基板上并烘烤 。然后通过浸入50°C的丙酮以完成转移来清除PMMA 。最后 ，通过光刻和氧等离子体蚀刻（200 W ，180 SCCM，2分钟）对转移的GR进行了模式。
当收集器电流突然增加时 ，（a）发射极-gr中的电场会加热那里的孔 ，而（b）高能孔从GE注入基本gr，该孔将以（c）扩散到达发射极-gr 。仅显示一个注射孔（扩展数据图6A） 。到达的高能孔将通过（D1）CCS32传递到加热的孔（扩展数据图6B）。当发射孔中的刺激孔从注入的孔中获得足够的能量时（D2）发生乘法过程（扩展数据图6C） ，在用足够的能量刺激的孔（D3）发出的GE中 ，并在那里发出反向偏置，从而导致突然的电流（扩展数据图6d） 。
在CCS过程中 ，在载体之间发生一次碰撞后 ，可以越过GR/GE屏障的载体数量将两倍，并且这些载体在碰撞后仍然具有高于GR/GE屏障的能量 。此外 ，VB产生的侧向电场可以增加这些载体的能量。因此 ，碰撞后的载体可以继续参与CCS，从而导致可以越过障碍物再次加倍的载体数量。同时，在能量域中 ，CCS将在能量分布函数中导致高能式尾部 ，表明高能量载体分布增加32 。因此，连续的CCS过程可能会导致发射极-gr中的高能载体数量反复增加 ，从而导致反向电流激增 。应当指出的是 ，电离47对此现象不负责，因为如果不偏向偏置 ，则IC永远不会突然增加（在设备损坏之前（在设备损坏之前）（在设备损坏之前） ，该IC永远不会突然增加。
基本偏置VB不仅通过在发射极-gr中提供横向电场，而且还通过控制基础GR/GE连接处的注射载体来确定当前IC ，从而导致散射 ，乘法和VB之间的复杂关系，从而在IC和VB之间进行复杂的关系 。实际上 ，乘法过程通常是使用基于经验的方法进行建模的47 ，我们为下面的HOET提供了乘法过程的经验模型 。
临界基础偏置vb-clitigition，其中IC突然增加，随着收集器偏置VC（图2E）和间隙长度DGAP（图2F）线性增加（图2F）。基于这些实验结果 ，IC被描述为IC = M×IREV+I0 ，M = A/（1-（VB - VC）/（VB-Critical-Critical-VC）），Vb-Critical = BDGAP+VC+C ，其中IREV是IREV的cc and cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc cc ，cc cc s cc，cc cc s cc cc s cc cc and cc cc cc cc cc cc cc ，m拟合常数 。如扩展数据所示 ，该模型非常适合实验结果 。
根据Schottky连接的热发射电流模型，GR/P-GE Schottky电势障碍高度QD ，理想因子η ，界面状态密度DIT和串联电阻RS估计如下。如果GR/GE连接和温度t的正向电流的关系为ln（如果/t2）= C -q（ϕb - vc/η）/k×（1/t），其中c是常数 ，q是基本电荷 ，q是正向电荷，vc是正向伏特偏置，k是boltzmann的常数3 。使用Arrhenius图 ，绘制了拟合线–Q（ϕB - VC/η）/1,000K的斜率对VC绘制（扩展数据图3C） ，并且在0 V处的Y截距为S0 = -QDASICB/1,000K，导致QD ev = 0.38 ev ，而SLOPE则为slope as Slope as Slope as Slope as Slope约为1.,1,000,000,00 = Q/1,000 khp 。基于η= 1+（δ/ε0）（εs/wd+q2DIT）的关系估算DIT ，其中δ是GR和GE之间的界面层的厚度，ε0是真空的介电性 ，是真空的介电性（8.85×10-14 f cm -cm -1） ，ge Is ge and ge Is ge and ge is g ge and g g的deieL v。GE的耗竭层（参考文献3） 。wd =（2εs/qna×（ψbi-vc-kt/q））0.5，其中na是GE的掺杂浓度（1016 cm-3） ，并且ψbi是半导体中的内置势垒高度 ，为ψbi= ϕb-ϕn 。ϕn = kt/q×ln（nv/na），其中NV是GE的价值带的有效状态密度（5.7×1018 cm -3）。根据这些模型 ，DIT估计约为2.6×1012 cm -2 eV -1。通过在高压偏置下向前I – V特性的线性拟合提取约3kΩ的连接的串联电阻RS（扩展数据图3D） 。
使用共聚焦拉曼光谱仪（Jobin Yvon Lab Ram HR800） ，光学显微镜（Nikon LV100ND），扫描电子显微镜（FEI XL30 SFEG（使用10 kV的加速电压）和Atomic Atomic Mirstorsion（BrukeRuke）（BrukeRuke）ICON ICON ICON ICON，使用了石墨烯膜和设备的表征和设备进行表征 。使用半导体分析仪（具有电容测量单元B1500A-A20）的半导体分析仪（Agilent B1500A）和在室温下的探针站（Cascade Microtech 150-PK-promotion） ，以及真空探测站（湖Shore TTPX/TSM1D1001）的真空探测站。
对于设备均匀性 ，以3μm间隙为例，以晶圆上制造了20个设备 。转移特性（VC = -2 V）表明 ，对于SS ，样本尺寸= 20，平均值= 0.60 mV dec -1和标准偏差= 0.29 mV dec -1 ，而输出特性（VB = -4 V）表明 ，对于PVR，样本尺寸= 20 ，平均值= 15.80和标准偏差= 2.84 。高级过程可以改善均匀性 ，例如使用GR直接在GE上生长的GR而不是手动GR Transfer48。
SEHC机制可以应用于由不同材料组成的设备 。例如，使用碳纳米管膜/N-GE交界处 ，可以制造N型HOET（扩展数据图10） 。可以通过使用N型和P型HOET来实现复杂的电路。但是 ，要使HOET最终变得实用，必须解决一系列问题，包括以小于60 mV的DEC -1的SS增加电流范围 ，从而改善了NDR应用中的PVR并减少特征中的滞后性 。
目前 ，尽管晶体管的电流很高，但偏置也很高 ，导致电流范围有限 ，SS小于60 mV dec-1，这不是SEHC机制的固有结果 。应减少流动性 ，并增加电流以提高对向上的电流比率。To reduce the off-current, (1) the quality of the Gr/semiconductor interface should be improved by using a Gr-on-Ge wafer where the Gr is grown directly on Ge instead of being transferred48 and (2) other material combinations can be used, such as Gr combined with wider-bandgap semiconductors, where the potential barrier height of the Gr/semiconductor junction is higher and the intrinsic carrier concentration in the半导体较低 。为了增加流动 ，应通过使用基础/基板和发射极/底物连接的非对称潜在障碍物进一步增加从基本GR注入的载体的能量，这可以通过在基础GR和Emitter Gr下使用不同的底物半导体材料来实现 。这些要求对于改善NDR应用程序中的PVR也是必需的。
典型的转移和输出特征表明 ，磁滞窗口的宽度分别约为0.25 V和0.23 V。但是 ，应该注意的是，滞后不是由SEHC机制本质上引起的 ，而是由GR/GE接口的有限质量引起的 。由于转移和制造过程中的污染和不完美 ，GR/GE连接本身显示出较大的磁滞 。可以通过使用GR直接在GE上生长的GR而不是转移或使用封装来减少这一点。
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希望本篇文章《基于加热载体的刺激发射的热发射极晶体管》能对你有所帮助！
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