Research Abstract



Gate-controlled electron transport in coronenes as a bottom-up approach towards graphene transistors

2010年6月29日 Nature Communications 1 : 31 doi: 10.1038/ncomms1029

グラフェンは、大きな芳香族分子で、多環芳香族炭化水素の極端なケースであると考えられている。この魅力的な二次元材料には、電界効果トランジスタ (FET)など、多くの潜在的用途がある。しかし、このようなデバイスのグラフェンシートは、形が不ぞろいで大きさが一定でなく、さまざまな不純物や欠陥 を含んでいて、応用には好ましくない。さらに、グラフェンのバンドギャップはゼロであり、その結果、グラフェンFETのオンオフ比は小さく、論理回路の作 製が困難になっている。これらの問題を克服するために、本論文では、ナノスケールのグラフェンFETを作製するボトムアップ式の試みについて報告する。我 々は、構造がよくわかっているコロネン分子をリンカー基でターミネートしてベンゼン環13個からなる分子を合成し、各分子をリンカーでソース電極とドレイ ン電極につなぎ、コンダクタンスを測定してこの分子のFET挙動を実証している。

I Diez-Perez1, Zhihai Li, Joshua Hihath, Jinghong Li, Chengyi Zhang, Xiaomei Yang, Ling Zang, Yijun Dai, Xinliang Feng, Klaus Muellen & Nongjian Tao

  1. アリゾナ州立大学(米)
Graphene is considered to be a large aromatic molecule, the limiting case of the family of polycyclic aromatic hydrocarbons. This fascinating two-dimensional material has many potential applications, including field effect transistors (FETs). However, the graphene sheets in these devices have irregular shapes and variable sizes, and contain various impurities and defects, which are undesirable for applications. Moreover, the bandgap of graphene is zero and, consequently, the on/off ratios of graphene FETs are small, making it difficult to build logic circuits. To overcome these difficulties, we report here a bottom-up attempt to fabricate nanoscale graphene FETs. We synthesize structurally well-defined coronene molecules (consisting of 13 benzene rings) terminated with linker groups, bridge each molecule to source and drain electrodes through the linkers, measure conductance and demonstrate the FET behaviour of the molecule.