We fabricate and characterize dual-gated graphene field-effect transistors using as top-gate dielectric. We use a thin Al film as a nucleation layer to enable the atomic layer deposition of . Our devices show mobility values of over at room temperature, a finding which indicates that the top-gate stack does not significantly increase the carrier scattering and consequently degrade the device characteristics. We propose a device model to fit the experimental data using a single mobility value.
REFERENCES
1.
K. S.
Novoselov
, A. K.
Geim
, S. V.
Morozov
, D.
Jiang
, Y.
Zhang
, S. V.
Dubonos
, I. V.
Grigorieva
, and A. A.
Firsov
, Science
306
, 666
(2004
).2.
K. I.
Bolotin
, K. J.
Sikes
, Z.
Jiang
, G.
Fundenberg
, J.
Hone
, P.
Kim
, and H. L.
Stormer
, Solid State Commun.
146
, 351
(2008
).3.
T. J.
Booth
, P.
Blake
, R. R.
Nair
, D.
Jiang
, E. W.
Hill
, U.
Bangert
, A.
Bleloch
, M.
Gass
, K. S.
Novoselov
, M. I.
Katsnelson
, and A. K.
Geim
, Nano Lett.
8
, 2442
(2008
).4.
B. E.
Deal
and A. S.
Grove
, J. Appl. Phys.
36
, 3770
(1965
).5.
J. D.
Plummer
, M. D.
Deal
, and P. B.
Griffin
, Silicon VLSI Technology Fundamentals, Practice and Modeling
(Prentice-Hall
, Upper Saddle River, NJ
, 2000
).6.
M.
Ritala
, K.
Kukli
, A.
Rahtu
, P. I.
Raisanen
, M.
Leskela
, T.
Sajavaara
, and J.
Keinonen
, Science
288
, 319
(2000
).7.
B.
Lee
, S. Y.
Park
, H. C.
Kim
, K. J.
Cho
, E. M.
Vogel
, M. J.
Kim
, R. M.
Wallace
, and J.
Kim
, Appl. Phys. Lett.
92
, 203102
(2008
).8.
H. F.
Yang
and R. T.
Yang
, Carbon
40
, 437
(2002
).9.
Y.
Xuan
, Y. Q.
Wu
, T.
Shen
, M.
Qi
, M. A.
Capano
, J. A.
Cooper
, and P. D.
Ye
, Appl. Phys. Lett.
92
, 013101
(2008
).10.
Y.-M.
Lin
, K. A.
Jenkins
, A.
Valdes-Garcia
, J. P.
Small
, D. B.
Farmer
, and P.
Avouris
, Nano Lett.
9
, 422
(2009
).11.
X.
Wang
, S. M.
Tabakman
, and H.
Dai
, J. Am. Chem. Soc.
130
, 8152
(2008
).12.
I.
Meric
, M. Y.
Han
, A. F.
Young
, B.
Ozyilmaz
, P.
Kim
, and K. L.
Shepard
, Nat. Nanotechnol.
3
, 654
(2008
).13.
M. C.
Lemme
, T. J.
Echtermeyer
, M.
Baus
, and H.
Kurz
, IEEE Electron Device Lett.
28
, 282
(2007
).14.
M. J.
Dignam
, W. R.
Fawcett
, and H.
Bohni
, J. Electrochem. Soc.
113
, 656
(1966
).15.
C. C.
Chang
, D. B.
Fraser
, M. J.
Grieco
, T. T.
Sheng
, S. E.
Haszko
, R. E.
Kerwin
, R. B.
Marcus
, and A. K.
Sinha
, J. Electrochem. Soc.
125
, 787
(1978
).16.
P.
Blake
, E. W.
Hill
, A. H.
Castro Neto
, K. S.
Novoselov
, D.
Jiang
, R.
Yang
, T. J.
Booth
, A. K.
Geim
, and E. W.
Hill
, Appl. Phys. Lett.
91
, 063124
(2007
).17.
A. C.
Ferrari
, J. C.
Meyer
, V.
Scardaci
, C.
Casiraghi
, M.
Lazzeri
, F.
Mauri
, S.
Piscanec
, D.
Jiang
, K. S.
Novoselov
, S.
Roth
, and A. K.
Geim
, Phys. Rev. Lett.
97
, 187401
(2006
).18.
M.
Ishigami
, J. H.
Chen
, W. G.
Cullen
, M. S.
Fuhrer
, and E. D.
Williams
, Nano Lett.
7
, 1643
(2007
).19.
Y. -W.
Tan
, Y.
Zhang
, K.
Bolotin
, Y.
Zhao
, S.
Adam
, E. H.
Hwang
, S.
Das Sarma
, H. L.
Stormer
, and P.
Kim
, Phys. Rev. Lett.
99
, 246803
(2007
).20.
S.
Adam
, E. H.
Hwang
, V. M.
Galitski
, and S.
Das Sarma
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
104
, 18392
(2007
).21.
We use for the coupling constant in our sample; is the Fermi velocity in graphene, and is the average dielectric constant of and .
22.
J. H.
Chen
, C.
Jang
, M. S.
Fuhrer
, E. D.
Williams
, and M.
Ishigami
, Nat. Nanotechnol.
3
, 206
(2008
).© 2009 American Institute of Physics.
2009
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.