襲来予測に向けたグラフェン電界センサの研究

グラフェン電界センサ

電界検知には雷の早期予測をはじめ様々な応用があります。グラフェンは、正と負両極の電界を検知できる電界センサとして効果的に使用されており、センサの応答は、電界が存在する場合のドレイン電流の変化として記録されています。電界検知のメカニズムは、グラフェンとSiO2/グラフェン界面のトラップとの間の電子の移動を利用しています。これはグラフェンチャネル内のキャリア濃度を変化させ、ドレイン電流の変化として表れます。電子の移動の向きは電界の極性に依存し、正の電界の下では電子はトラップからグラフェンに移動します。一方、負の電界の下ではグラフェンからトラップに移動します。

左図:正の電界下でトラップからグラフェンに電子が放出される様子
右図:負の電界下でグラフェンから界面トラップへ電子が移動する様子