前沿| Nat. Nano室温下的谷电子晶体管

图1.  (a) 器件的示意图和能带图。该器件包括一个标准的MoS₂晶体管，两个横向霍尔探头（分别称为探头a和探头b，它们之间的电压降为V_H）和专门对准的手性等离激元天线阵列。图仅展示源漏电压V_ds <0的情况，E_x和E_z表示由V_ds和栅极电压V_g引起的外部电场的方向。A代表电流表。(b) 计算的光学手性的局部增强。入射源是1,550 nm的线性偏振单色光，其偏振方向沿纳米新月形天线的长轴（由黑色箭头指示）。它表明线性极化激光激发的LCP（左圆极化）和RCP（右圆极化）分量在空间上通过手性纳米新月等离激元天线进行分类。彩色条表示光学手性的增强。比例尺，40 nm。简化的能带图说明了在MoS₂中谷极化的电子守恒性热载流子注入。(b) 典型的谷晶体管的光学图像。还显示了实验装置的电气连接。比例尺，9 μm。

图2. 谷电子晶体管中谷电流的检测和传输。(a)(b) 样品2的谷霍尔电压图绘。(V_ds = 0.7 V和-0.7 V)。白色虚线表示金属电极的边缘。彩色条表示霍尔电压V_H的强度。比例尺，4μm。(c)  在线性偏振激光（1,550 nm和532 nm）照射下，谷霍尔电压（V_H）作为V_ds的函数。区域S（D）代表(a)和(b)中S（D）电极周围的响应区域。通过将线性偏振激光聚焦在VHE“热点”上进行测量。1,550 nm和532 nm测试的功率分别设置为2.82 mW和0.13 mW。(d) 分别在十个用于漂移（顶部面板）和扩散（底部面板）传输的器件中测量的谷霍尔电压的统计数据。对于不同的传播长度λ，总结了所测量的霍尔信号（通过偏置V_ds归一化）。不同的颜色对应于不同的器件。虚线表示实验器件的本底噪声。误差线表示每个单独数据点的2σ不确定性。