Tvådimensionella dikalkogenider av övergångsmetall (2D TMD), särskilt MoS2 , ligger i framkant av den nya generationens 2D-material, och ansträngningar på industriell nivå görs för att producera dem i stor skala med rimlig prestanda för applikationer för elektroniska enheter. Vanligtvis, för skärmapplikationer, laddarhållarens rörlighet på 2 cm 2 /V.s är tillräckligt.
Men mekaniskt exfolierad MoS2 är välkänt för att ha mycket högre rörlighet än så här, dess produktion av stora ytor är utmanande. Vidare är det oklart hur prestandan hos 2D TMD-enheter kommer att bli om de kontaktas av den nya generationens 2D-metaller istället för standard 3D-metaller som Au, Ti, Ni, etc.
Därför har forskare vid Eindhoven University of Technology (tis), Nederländerna och SRM Institute of Science and Technology (SRMIST), Indien, nyligen rapporterat i Nanoscale Advances på den stora areatillväxten av 2D-metall TiSx ovanpå 2D-halvledare MoS2 genom plasmaförstärkt atomlagertillväxt (PEALD) teknik.
Det är mycket utmanande att optimera tillväxtförhållandena för att få ett atomärt gränssnitt mellan sådana material. Forskare fann att transistorns prestanda hos MoS2 är nästan två gånger bättre när den kommer i kontakt med 2D-metallen TiSx jämfört med Ti och Au 3D-metaller. Trenden observerades i de flesta av transistorns förtjänstsiffror. Denna procedur kan användas för många sådana material i framtiden.
Laddningstransportstudien vid olika temperaturer avslöjade variationer i meta-halvledarövergångsbarriärens höjd och dess inverkan på kontaktresistansen. För att förstå detta nya system utförde forskare TCAD-enhetssimulering för att visualisera fördelningen av laddningsbärare i atomlager. Det märks att i närvaro av TiSx , den inre laddningsbärardensiteten för MoS2 ökar, vilket leder till förbättrad prestanda.
Dessa resultat gör att metallkontakterna i 2D- och 3D-enhetsintegration kan tunnas ut, vilket ökar enhetens täthet. Denna exemplariska forskning kommer att spela en viktig roll i framtida kvantenheter och för att identifiera nya laddningstransportekvationer över gränssnittet för 2D metall-halvledare.
Mer information: Reyhaneh Mahlouji et al, ALD-odlade tvådimensionella TiSx-metallkontakter för MoS2-fälteffekttransistorer, Nanoscale Advances (2023). DOI:10.1039/D3NA00387F
Tillhandahålls av SRM Institute of Science and Technology
