太赫兹在高速通信、生物医学、无损检测、空间探测和安全防护等众多领域有广阔的应用前景，然而高灵敏室温太赫兹探测器是其亟待解决的难题之一。新兴拓扑材料特殊的光电子学性质为太赫兹探测开辟了新路径。基于第一性原理计算第II类狄拉克半金属NiTe₂的能带结构及拓扑表面态，采用机械剥离法得到NiTe₂纳米片，通过集成电路工艺制备金属-NiTe₂-金属场效应晶体管，并测量其太赫兹光电流响应。结果表明，室温下NiTe₂响应度可达2.44 A/W，噪声等效功率约为14.96 pW/Hz^1/2，在零偏压自驱动下，响应度仍有2.25 A/W，噪声等效功率下降到9.55 pW/Hz^1/2，可与同类探测器媲美，且具有较大的线性度范围，在空气中也具有良好的稳定性。该器件良好的性能对进一步促进室温太赫兹探测器实际应用及集成具有重要意义。

Effective detection of methamphetamine (Met) requires a fast, sensitive, and cheap testing assay. However, commercially available methods require expensive instruments and highly trained operators, which are time-consuming and labor-intensive. Herein, an antibody-modified graphene transistor assay is developed for sensitive and minute-level detection of Met in complex environments. The anti-Met probe captured charged targets within 120 s, leading to a p-doping effect near the graphene channel. The limit of detection reaches 50 aM (5.0 × 10^?17 M) Met in solution. The graphene transistor would be a valuable tool for Met detection effective prevention of drug abuse.Effective detection of methamphetamine (Met) requires a fast, sensitive, and cheap testing assay. However, commercially available methods require expensive instruments and highly trained operators, which are time-consuming and labor-intensive. Herein, an antibody-modified graphene transistor assay is developed for sensitive and minute-level detection of Met in complex environments. The anti-Met probe captured charged targets within 120 s, leading to a p-doping effect near the graphene channel. The limit of detection reaches 50 aM (5.0 × 10^?17 M) Met in solution. The graphene transistor would be a valuable tool for Met detection effective prevention of drug abuse.

为克服传统制备半导体场效应晶体管（FET）过程中存在的材料损伤、对准精度受限、电极转移难度大和成本高昂等缺陷，提出了一种基于柔性掩膜技术的半导体FET制备方法。利用紫外光刻技术制作柔性掩膜板，直接捞取并加热蒸干固定掩膜板，采用离子束溅射法沉积金属，并通过将半导体CdSe纳米带转移到电极上，获得了N沟道耗尽型FET，证实了器件的功能性和此方法的可行性。此技术成本低廉，且材料损伤小，为制备集成半导体器件提供了一种新的思路。

石墨烯是典型的二维原子晶体材料，具有极高的热导率，其以独特的电子-声子相互作用机制以及在微纳尺度热管理领域的应用潜力而备受瞩目。国内外针对石墨烯在不同温度下的热导率进行了大量的理论和实验研究，但如何准确测量电偏置作用下悬空石墨烯器件的热导率仍需进一步深入研究。本课题组成功制备了高质量的悬空石墨烯场效应晶体管，并基于拉曼光谱法研究了少层悬空石墨烯在不同电压下的热导率变化规律。实验结果显示：当偏置电压从0 V增加至1.5 V时，悬空石墨烯的最大温度变化范围为300~779 K，同时其热导率也发生了相应变化，介于2390~3000 W/（m·K）之间。本实验结果为研究悬空石墨烯纳米电子器件在实际应用场景中的热传导特性提供了实验数据参考。

二硫化钼的合金化/掺杂是探索二维材料在微电子器件中潜在应用的一种新途径。使用化学气相沉积法，并利用氯化钠辅助生长，通过调节硫粉和硒粉的质量比，在SiO₂/Si衬底上获得了6种不同组分的单层MoS_2（1-x）Se_2x合金，光致发光峰位置在678（~1.83 eV）~813 nm（~1.53 eV）范围内变化。连续生长的大面积单层MoS_2（1-x）Se_2x （x=0.25）合金的横向尺寸可达到200 μm。为了研究MoS_2（1-x）Se_2x合金的光电特性，使用了大面积生长的单层MoS_2（1-x）Se_2x （x=0.25）合金制备了场效应晶体管。光电测试结果表明，520 nm激光照射下的单层MoS_2（1-x）Se_2x（x=0.25）场效应晶体管响应度达到了940 mA·W^-1，检测率为5.32×10¹⁰ cm·Hz^1/2·W^-1，快速响应时间为8 ms。

通过第一性原理计算了第Ⅱ类狄拉克半金属二碲化铂（PtTe₂）的能带结构及拓扑表面态，使用机械剥离法制备出层状PtTe₂，通过微纳加工制成金属-PtTe₂-金属场效应晶体管，并进行了基于第Ⅱ类狄拉克半金属PtTe₂的场效应晶体管器件在太赫兹波段的光电流响应研究。该器件对太赫兹具有明显的光响应，响应度达到了3.85 A/W，等效噪声功率约为4.81 pW·Hz^-1/2，其在低能尤其是太赫兹波段有着广泛的应用前景。

针对半导体激光器中纳秒级脉宽的驱动电路脉冲宽度范围小、无法调节的问题，提出一种脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计方案。根据现场可编程逻辑门阵列（FPGA）技术和半导体激光的工作原理，搭建了半导体激光驱动电路的一般模型，并进行了仿真与实验分析。以FPGA开发板为控制核心，使用高速金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）驱动芯片DE375作为开关，实现驱动电源及半导体激光器的精密控制。该电路输出的脉冲电流幅值可达40 A，脉冲宽度为5~200 ns，重复频率为0~50 kHz，上升沿宽度小于5 ns，有效增强了半导体激光器驱动电路的功能。