我们报道了基于单层(厚度约0.7 nm)WSe 2作为有源沟道的高性能p型场效应晶体管,其具有化学掺杂的源极/漏极接触和高κ栅极介电常数。顶栅单层晶体管在室温下表现出约250 cm 2/Vs的高有效空穴迁移率,约60 mV/dec的完美亚阈值摆幅,以及>10^6的ION/IOFF。特别注意的是,降低空穴注入的接触电阻,通过使用高功函数的Pd接触,以及退化的表面掺杂的接触图案化的NO2化学吸附WSe 2。这里的结果提出了一个有前途的材料系统和器件结构的p型单层晶体管具有优良的特性。
英文摘要:
We report high performance p-type field-effect transistors based on single layered (thickness, ~0.7 nm) WSe2 as the active channel with chemically doped source/drain contacts and high-κ gate dielectrics. The top-gated monolayer transistors exhibit a high effective hole mobility of ~250 cm2/Vs, perfect subthreshold swing of ~60 mV/dec, and ION/IOFF of >10^6 at room temperature. Special attention is given to lowering the contact resistance for hole injection by using high work function Pd contacts along with degenerate surface doping of the contacts by patterned NO2 chemisorption on WSe2. The results here present a promising material system and device architecture for p-type monolayer transistors with excellent characteristics.
Intrinsic carrier mobility of multi-layered MoS$_2$ field-effect transistors on SiO$_2$
通过制备和表征四端结构的多层MoS $_2$基场效应晶体管(FET),我们证明了由于接触处的肖特基势垒,两端结构倾向于低估载流子迁移率$μ$。对于背栅双端配置,我们观察到高达125 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的迁移率,其显著小于当使用四端配置时从相同器件提取的306.5 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$。这表明在SiO $_2$上的MoS $_2$的本征迁移率明显大于先前报道的值,并提供了一种定量方法来评估通过接触的电荷传输。
Field-Effect Transistors Based on Few-Layered alpha-MoTe_2
本文报道了在SiO_2上用机械剥离法生长的几层化学气相传输法生长的α- MoTe_2晶体的场效应晶体管的特性。我们进行了场效应和霍尔迁移率测量,以及拉曼散射和透射电子显微镜。与MoS_2和MoSe_2相比,我们的MoTe_2场效应晶体管(FET)被观察到是空穴掺杂的,显示超过106的开/关比和典型的亚阈值摆幅为每十倍约140 mV。场效应迁移率和霍尔迁移率的最大值接近或超过10 cm ^2/Vs,这与以前报道的室温下单层或双层MoS_2和/或MoSe_2在SiO_2上剥离的数据相当。拉曼散射揭示了尖锐的模式与以前的报告,其频率被发现显示很少或没有依赖于层数。由于两种MoS_2都是电子掺杂的,MoTe_2在MoS_2上的堆叠可以产生双极场效应晶体管和间隙调制。尽管MoTe_2的总体电子性能与MoS_2和MoSe_2相当,但较重的元素Te应该会导致更强的自旋轨道耦合,并可能伴随着更长的激子谷和自旋指数的退相干时间。
Nanodevices engineering and spin transport properties of MnBi2Te4 monolayer
二维磁性材料是下一代自旋电子技术发展的关键。近年来,层状van der Waals(vdW)化合物MnBi 2 Te 4(MBT)引起了人们极大的兴趣,据报道其二维结构具有磁性和拓扑结构共存的特点。在这里,我们设计了几个概念的纳米器件的MBT单层(MBT-ML)的基础上,并揭示其自旋相关的输运性质的第一性原理计算。pn结二极管和亚3 nm pin结场效应晶体管(FET)显示出很强的整流效应和自旋过滤效应,即使在合理的高温下,理想因子n也接近1。此外,pip结和nin结FET产生了有趣的负微分电阻(NDR)效应。栅极电压可以在大范围内调谐通过这些FET的电流。此外,MBT-ML对光有很强的响应。我们的研究结果揭示了MBT-ML的多功能性质,为其在各种下一代半导体自旋电子器件中的应用铺平了道路。