論文の概要: Imaging current flow and injection in scalable graphene devices through NV-magnetometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.11076v1
- Date: Sun, 16 Feb 2025 10:52:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-18 14:08:23.683085
- Title: Imaging current flow and injection in scalable graphene devices through NV-magnetometry
- Title（参考訳）: NV-磁気学によるスケーラブルグラフェンデバイスにおける電流流と注入のイメージング
- Authors: Kaj Dockx, Michele Buscema, Saravana Kumar, Tijmen van Ree, Abbas Mohtashami, Leon van Dooren, Gabriele Bulgarini, Richard van Rijn, Clara I. Osorio, Toeno van der Sar,
- Abstract要約: 我々は高分解能窒素空洞(NV)磁力計を用いて、金で接触した単層グラフェンデバイスにおける電荷の流れを可視化する。
以上の結果から,スケーラブルな2次元材料を特徴付けるための重要なツールとして,高分解能NV磁気計測が確立された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: The global electronic properties of solid-state devices are strongly affected by the microscopic spatial paths of charge carriers. Visualising these paths in novel devices produced by scalable processes would provide a quality assessment method that can propel the device performance metrics towards commercial use. Here, we use high-resolution nitrogen-vacancy (NV) magnetometry to visualise the charge flow in gold-contacted, single-layer graphene devices produced by scalable methods. Modulating the majority carrier type via field effect reveals a strong asymmetry between the spatial current distributions in the electron and hole regimes that we attribute to an inhomogeneous microscopic potential landscape, inaccessible to conventional measurement techniques. In addition, we observe large, unexpected, differences in charge flow through nominally identical gold-graphene contacts. Moreover, we find that the current transfer into the graphene occurs several microns before the metal contact edge. Our findings establish high-resolution NV-magnetometry as a key tool for characterizing scalable 2D material based devices, uncovering quality deficits of the material, substrate, and electrical contacts that are invisible to conventional methods.
- Abstract（参考訳）: 固体デバイスのグローバル電子特性は、電荷キャリアの微視的空間パスの影響を強く受けている。
スケーラブルなプロセスによって生成された新しいデバイスでこれらのパスを視覚化することは、デバイスのパフォーマンス指標を商用利用に広めるための品質評価方法を提供する。
そこで我々は高分解能窒素空洞(NV)磁力計を用いて、スケーラブルな方法で作製した金で接触した単層グラフェンデバイスにおける電荷の流れを可視化する。
電界効果により多数担体型を変調すると、電子とホール状態の空間電流分布の間に強い非対称性が明らかになる。
さらに、同一の金-グラフェン接触による電荷流の大規模で予期せぬ相違も観察した。
さらに, グラフェンへの電流移動は, 金属接触端の何ミクロンにも達することがわかった。
本研究は,高分解能NV磁気計測を,拡張性を有する2次元材料を特徴付ける重要なツールとして確立し,従来の手法では見えない材料,基板,電気接点の品質低下を明らかにする。
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