Forskere forbedrer ydeevnen af ​​halvledere ved hjælp af nyt 2D-metal

Todimensionelle overgangsmetal-dichalcogenider (2D TMD'er), især MoS₂ , er på forkant med den nye generation af 2D-materialer, og der gøres en indsats på industrielt niveau for at producere dem i stor skala med rimelig ydeevne til anvendelser af elektroniske enheder. Normalt, for skærmapplikationer, er ladebærerens mobilitet på 2 cm ² /V.s er tilstrækkeligt.

Skønt mekanisk eksfolieret MoS₂ er velkendt for at have meget højere mobilitet end dette, er dets store produktion udfordrende. Yderligere er det uklart, hvordan ydeevnen af ​​2D TMD-enheder vil være, hvis de bliver kontaktet af den nye generation af 2D-metaller i stedet for standard 3D-metaller såsom Au, Ti, Ni osv.

Derfor har forskere ved Eindhoven University of Technology (tirs), Holland og SRM Institute of Science and Technology (SRMIST), Indien, for nylig rapporteret i Nanoscale Advances på væksten af ​​2D-metal TiS_x i stort areal oven på 2D-halvleder MoS₂ ved plasma-enhanced atomic layer growth (PEALD) teknik.

Det er meget udfordrende at optimere vækstbetingelserne for at opnå en atomisk ren grænseflade mellem sådanne materialer. Forskere fandt, at transistorydelsen af ​​MoS₂ er næsten to gange bedre, når den kommer i kontakt med 2D-metallet TiS_x sammenlignet med Ti og Au 3D metaller. Tendensen blev observeret i de fleste af transistorens merittal. Denne procedure kan bruges til mange sådanne materialer i fremtiden.

Ladningstransportundersøgelsen ved forskellige temperaturer afslørede variationer i meta-halvlederforbindelsesbarrierens højde og dens indvirkning på kontaktmodstanden. For at forstå dette nye system udførte forskere TCAD-enhedssimulering for at visualisere fordelingen af ​​ladningsbærere i atomlag. Det bemærkes, at i nærvær af TiS_x , den indre ladningsbærertæthed af MoS₂ stigninger, hvilket fører til forbedret ydeevne.

Disse resultater vil gøre det muligt for metalliske kontakter i 2D- og 3D-enhedsintegration at blive tyndet ned, hvilket øger enhedsdensiteten. Denne eksemplariske forskning vil spille en vigtig rolle i fremtidige kvanteenheder og i at identificere nye ladningstransportligninger på tværs af grænsefladen mellem 2D metal-halvledere.

Flere oplysninger: Reyhaneh Mahlouji et al., ALD-dyrkede todimensionelle TiSx-metalkontakter til MoS2-felteffekttransistorer, Nanoscale Advances (2023). DOI:10.1039/D3NA00387F

Leveret af SRM Institute of Science and Technology