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Enregistrement W3025714321 · doi:10.1149/ma2020-0110819mtgabs

Suppressing 1/f Noise in Graphene Transistors By Area Scaling

2020· article· en· W3025714321 sur OpenAlexaff
Minh Tran, Alba Centeno, Amaia Zurutuza, Ilargi Napal, Thomas Szkopek

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueGraphene research and applications
Établissements canadiensMcGill University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésGrapheneFlicker noiseMaterials scienceNoise (video)OptoelectronicsField-effect transistorTransistorContact resistanceChemical vapor depositionGraphene nanoribbonsParyleneNanotechnologySubstrate (aquarium)Noise figurePhysicsCMOSVoltage

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Flicker noise or 1/f noise refers to processes in which the power spectral density (PSD) is inversely proportional to frequency and is typically the dominant noise source in transistors at low frequency. We report our work on measurements of unprecedentedly low 1/f noise in graphene field effect transistors, which we attribute to large device area. Large area graphene grown by chemical vapor deposition (CVD) has potential for a variety of applications including biomolecular sensors, bolometric photodetectors and ion sensitive field effect transistors (ISFET) [1]. For all these applications, low-frequency 1/f noise is found to be the dominant factor that determines sensor resolution limits. Hence, the absolute value of 1/f noise PSD serves as a crucial performance metric for graphene sensor applications. Previous studies of 1/f noise in graphene devices has been performed using both CVD grown graphene and exfoliated graphene. Balandin et al [2] has studied 1/f noise in exfoliated graphene and how it varies with substrate and charge carrier concentration. Karnatak et al [3] has shown that contact resistance can play a dominant role in 1/f noise. To date, there has been no experimental study of 1/f as the graphene channel is scaled up to mm lengths. We report here our work on 1/f noise measurement of graphene field effect transistors with varying channel and contact geometries. In our experiments, CVD grown graphene on copper was transferred onto fused silica coated with 100 nm of parylene using a standard wet transfer process. Parylene was used as an interface between the graphene and fused silica, which has been shown by Fakih et al [1] to reduce both drift and hysteresis in graphene ISFETs. The transferred graphene was processed with two photolithography steps to fabricate devices with areas ranging from 12µm2 to 36mm2. Electrical contact to the graphene was made directly with Au. The 1/f noise was measured by first applying a dc bias using a low noise lithium-ion battery, and the generated voltage fluctuations were then measured using a low noise voltage pre-amplifier and a 24-bit digitizer. The voltage PSD of 1/f noise in graphene, will typically have the form of SV=Vo 2K/f. Where Vo is the dc voltage applied across the device, f is the frequency, and K is the unitless noise constant. K is experimentally approximated to be (1/N)∑nSVnfn/Vo 2, where SVn is the voltage PSD measured at n different frequencies fn. The work from Balandin et al [2] demonstrates typical K values of 10-8, and work from Karnatak et al [3] shows values as low as 10-9. Our devices have unprecedented low measured K values of 10-14, which we attribute to the large device area of 36 mm2. Our results experimentally demonstrate that the noise parameter can be decreased by orders of magnitude by working with large area devices. Our work suggests that for graphene based sensor applications, large device area is favourable for improved sensor resolution. References: 1. Fakih, I., et al., High resolution potassium sensing with large-area graphene field-effect transistors. Sensors and Actuators B: Chemical, 2019. 291: p. 89-95. 2. Balandin, A.A., Low-frequency 1/f noise in graphene devices. Nature nanotechnology, 2013. 8(8): p. 549-55. 3. Karnatak, P., et al., Current crowding mediated large contact noise in graphene field-effect transistors. Nature Communications, 2016. 7(1).

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,029
Tête enseignante GPT0,265
Écart entre enseignants0,236 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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