二维(2D)材料的异质结构已经被广泛研究,并且在2D系统中已经揭示了许多重要的结果。然而,电荷密度波(CDW)系统与其他电子材料相结合的性质尚未得到充分的研究。在这里,将1T-TaS
2的CDW特性纳入石墨烯中的电子输运。在CDW相变过程中,在石墨烯内观察到异常输运行为,这与1T-TaS
2中相关无序的形成密切相关。特别地,相称的CDW形成具有电势波动的周期性电荷分布,从而构成相关的带电杂质,这导致石墨烯中电阻率的降低。CDW石墨烯异质结构系统的演示有助于理解与CDW系统的组合,并为控制石墨烯的温度相关电阻率和开发有用的功能电子设备(如基于石墨烯的传感器和存储设备)铺平了道路。
图1.(a)单层石墨烯在1T-TaS
2下的示意图。(b) 霍尔棒图案中蚀刻的石墨烯/1T-TaS
2异质结构的光学图像。红线和黑线分别表示1T-TaS
2和单层石墨烯。图示了四探针测量连接。(c) 石墨烯层上1T-TaS
2结构的示意图,具有不同的温度相关相:CCDW(左)、NCCDW(中)和ICCDW(右)。(d) 1T-TaS
2电阻率的温度依赖性(上图)、石墨烯/1T-TaS2异质结构(上图)和提取的石墨烯电阻率(下图)。蓝(红)线表示冷却(升温)的过程。实验在Vg=0 V(20 K时载流子密度n=1.62×1013 cm
–2)下进行。
图2:(a)与栅极相关的电阻率曲线,在升温过程中温度范围从100到300 K。(b) 与栅极相关的电阻率曲线,在升温过程中温度范围为310至370K。
图3. 石墨烯电阻率的提取和模拟结果。a.圆圈是在升温过程中,在载流子密度n=1.62×10
13 cm
–2的情况下,从石墨烯/1T-TaS
2异质结构中提取的石墨烯电阻率作为温度的函数。实线表示我们通过带电杂质(橄榄色)、声学声子(蓝色)和总量(红色)计算的模拟结果。
图4. 石墨烯/1T-TaS
2异质结构中的磁阻测量。(a) 石墨烯/1T-TaS
2异质结构的电导率σ
xx与60 mK下的栅极电压和垂直磁场的二维图。
相关研究成果由成均馆大学 Euyheon Hwang和韩国高级科学技术研究院Sungjae Cho等人2024年发表在ACS Applied Electronic Materials (链接: https://doi.org/10.1021/acsaelm.3c01560)上。原文:Effect of Charge Density Wave on the Electronic Transport in Graphene
转自《石墨烯研究》公众号