纳米多孔石墨烯(NPG)具有均匀的电子禁带和合理设计的突现电学性质，在原子精密合成的场效应晶体管(FET)等电子器件中具有广阔的应用前景。用于合成石墨烯纳米带(GNR)的自下而上表面合成方法可以为NPG的形成以获得这些理想的性质，提供必要的原子精度。然而，迄今为止，通过自下而上合成的NPG在电子器件上的性能潜力在很大程度上还没有被完全开发出来。
近日，加州大学伯克利分校Jeffrey Bokor报道了展示了一种通过自下而上合成C-NPG的短沟道FET，并从实验和理论上研究了它们的电荷传输特性。
文章要点
1）研究人员首先通过自下而上、表面合成的方法在金/云母衬底上合成C-NPG，然后通过湿法转移到介质衬底上进行器件集成。
2）研究人员建立了一种可靠的非原位拉曼表征方法，用于监测生长在Au衬底上的C-NPG的质量和空气稳定性。此外，自下而上合成的C-NPG FET具有超过104的高开关比，扫描隧道显微镜（STM）成像表征发现，这与材料的结构质量有很强的相关性。
3）尽管C-NPG是由C-GNR组成的NPG，但研究发现，自下而上的C-NPG FET的开关比要优于块状石墨烯、自上而下的石墨烯纳米尺寸和C-GNR FETs，从而证明自下而上方法由于其结构和电子性质的严格控制而获得了具有优异特性的材料。此外，还发现空气暴露对C-NPG FET具有可逆的p型掺杂效应。
4）研究人员最后进行了电子结构和输运计算，揭示了C-NPG中强烈的电导各向异性效应，并进一步证实了结构质量的本质作用。
参考文献
Zafer Mutlu, et al, Bottom-Up Synthesized Nanoporous Graphene Transistors, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202103798
https://doi.org/10.1002/adfm.202103798
