基于电化学掺杂机制揭示氧吸附对石墨烯场效应晶体管中空穴掺杂动力学的湿度调控作用

本研究针对石墨烯场效应晶体管（FET）在氧吸附过程中空穴掺杂动力学机制不明确的问题，通过严格控制湿度条件的实验，首次证实了涉及水的电化学掺杂机制是调控氧吸附动力学过程的关键因素，为高性能化学传感器设计提供了重要理论依据。

　　

单层石墨烯作为一种二维（2D）材料，其所有组成原子均位于表面，这种特性使得分子吸附能够显著改变其电子性质，从而使石墨烯成为化学传感器应用的理想材料。特别是在石墨烯基场效应晶体管（FET）中，氧吸附引起的空穴掺杂现象已被广泛研究。然而，包含大气水作用机制在内的空穴掺杂动力学仍不明确。本研究通过在严格控湿条件下使用对二甲苯涂层疏水基底上的石墨烯，深入探究了氧气空穴掺杂速度的栅压依赖性。实验结果表明：石墨烯FET的氧吸附掺杂动力学可通过涉及水的电化学掺杂机制得到合理解释，揭示了水分子在氧吸附过程中的关键调控作用。