[发明专利]一种全共价键石墨烯场效应晶体管及其构筑方法

权利要求书

1.一种全共价键石墨烯场效应晶体管的构筑方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将基底在80～100℃下浸入食人鱼溶液中，取出后用去离子水冲洗，再进行超声清洗；然后在氧气环境下，用等离子体对基底进行处理；所述基底为负载二氧化硅层的硅片，所述硅片为全共价键石墨烯场效应晶体管的栅极，所述二氧化硅层为介电层；

(2)在步骤(1)处理后的基底上制备APTMS/GO层，得到负载APTMS/GO层的基底；然后在APTMS/GO层上制备TPPNH₂/GO层，得到负载(APTMS/GO)/(TPPNH₂/GO)层的基底；

所述(APTMS/GO)层的制备方法为：

将步骤(1)得到的基底浸泡于APTMS溶液中10～40min，取出后用去离子水漂洗，在水中超声清洗，用氮气吹干，得到硅烷偶联剂氨基化的基底；然后将制得的硅烷偶联剂氨基化的基底浸泡在GO溶液中30～60min，取出后用去离子水漂洗，在水中超声清洗，用氮气吹干，制得负载(APTMS/GO)层的基底；

所述(TPPNH₂/GO)层制备方法为：

将负载(APTMS/GO)层的基底浸入TPPNH₂的二甲基亚砜(DMSO)溶液中，浸泡温度为70～80℃，浸泡40～80min，取出后在DMSO中超声清洗，用氮气吹干；然后将上述材料浸入GO溶液中40～80min，取出后用去离子水漂洗，在水中超声清洗，用氮气吹干，得到负载(APTMS/GO)/(TPPNH₂/GO)层的基底；

所述GO溶液的制备方法为：将氧化石墨烯固体放入去离子水中超声处理1～1.5h，得到浓度为1～5mg/mL的GO溶液；

(3)在步骤(2)得到的负载(APTMS/GO)/(TPPNH₂/GO)层的基底上覆盖掩膜版，蒸镀厚度为30～100nm的铝膜，蒸镀结束取下所述掩膜版，在氧气环境下，用等离子体处理除去未被铝膜覆盖的(APTMS/GO)/(TPPNH₂/GO)层；将等离子体处理后的材料浸泡到30～100℃的稀硝酸水溶液中除去铝膜，取出后用去离子水漂洗，再超声清洗，清洗完后用氮气吹干，得到负载(APTMS/GO)/(TPPNH₂/GO)阵列的基底；

(4)在步骤(3)得到负载(APTMS/GO)/(TPPNH₂/GO)阵列的基底上制备APTMS/GO层，得到基底/((APTMS/GO)/(TPPNH₂/GO)阵列)/(APTMS/GO)层；

(5)在真空条件下还原，将步骤(4)所得材料于140～160℃保温5～6h，升温速度为5℃/min，得到基底/((APTMS/RGO)/(TPPNH₂/RGO)阵列)/(APTMS/RGO)层；以(APTMS/RGO)/(TPPNH₂/RGO)阵列为源漏电极，以APTMS/RGO层为有源层，以基底为栅极和介电层，构筑成全共价键石墨烯场效应晶体管。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述食人鱼溶液为浓硫酸和30％过氧化氢按体积比为7:3混合后得到的；所述等离子体的处理时间为10min，射频功率为100W·h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述APTMS溶液是将体积比为(80～100)：(5～10)：(2～4)的乙醇、水和APTMS混合均匀后得到的。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述TPPNH₂的DMSO溶液是将加入比为(180～190)ml：(0.038～0.042)g的DMSO和TPPNH₂混合均匀后得到的。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述掩膜版的沟道长度为25μm，沟道宽度为205μm。

6.由权利要求1～5任一项所述的方法制备的一种全共价键石墨烯场效应晶体管。