石墨烯电极提高碳纳米管场效应晶体管及其生物传感器性能研究

碳纳米管场效应晶体管（CNTFET）是重要的纳米器件。目前构筑CNTFET的源、漏电极材料主要是金属，但碳纳米管的功函数很高，导致势垒较高的肖特基接触形成，影响了CNTFET的性能及其应用。因此采用新型电极材料、降低乃至消灭肖特基势垒，是提高CNTFET 性能的重要手段。本项目拟使用石墨烯作为电极材料，采用软纳米印刷技术构筑石墨烯电极的CNTFET；系统研究这种新型结构的CNTFET在大气环境、真空等不同工作条件下的电学传输性能，揭示载流子在这种新型器件结构中的传输机制，从而验证石墨烯作为源、漏电极降低器件肖特基势垒和提高器件性能；以DNA或蛋白质作用对为模型，研究石墨烯电极CNTFET应用于生物传感器的实时检测、灵敏度和传感机理，从而证明石墨烯电极导致的低肖特基势垒或欧姆接触促进CNTFET生物传感器性能的提高。本项目为发展下一代小型化电子信息及生物医学传感器件提供理论和技术支持。

完成了自然基金项目“石墨烯电极提高碳纳米管场效应晶体管及其生物传感器性能研究”（项目批准号：61172001））的研究内容，达到了项目的预定目标，包括系统探索了石墨烯电极材料的制备方法，包括发展了一种动力学控制制备高度均匀的高质量石墨烯方法，以及发展了一种新型基于软印刷的图案化石墨烯薄膜新方法，采用该方法可以大面积制备石墨烯微米电极图案。系统研究了该图案化石墨烯微结构的导电性能。探索了石墨烯电极器件的构筑和器件性能研究，发现石墨烯电极可以促进碳纳米管器件性能，探索了石墨烯电极生物传感器的构筑及性能研究。.本项目发表SCI论文8篇，申请专利2项，获得授权专利3项，在国内外学术会议报告14个。