Temperature dependence of contact resistance of Au-Ti-Pd2Si-n+-Si ohmic contacts
研究了Au-Ti-Pd_2Si欧姆接触与重掺杂n ~+-Si的接触电阻随温度的变化关系。由于通过金属分流器的传导，接触电阻随温度而增加。在这种情况下，限制过程是电子向金属分流器的扩散输入。所提出的接触电阻形成的机制似乎也实现的情况下，具有高浓度的表面态和位错密度的接触的宽间隙半导体。
2011-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Laser doping for ohmic contacts in n-type Ge
我们通过在金属接触和Ge衬底之间创建强掺杂的薄Ge层，在标准n掺杂Ge样品上实现了低至5 K的欧姆接触。得益于所使用的激光掺杂技术，即气体浸没激光掺杂，我们可以获得高于溶解度极限的极高掺杂水平，从而降低金属/掺杂Ge接触电阻。我们独立地测试了掺杂浓度和掺杂层厚度的影响，并且表明当增加掺杂水平时欧姆接触改善，并且当改变掺杂厚度时不受影响。此外，我们的特点是掺杂的Ge/Ge接触，表明在高掺杂的接触电阻是占主导地位的贡献的总接触电阻。
2014-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Low Resistance Ohmic Contact to P-type Monolayer WSe2
针对p型单层WSe2接触电阻高且取代掺杂失效的问题，本文利用WSe2/α-RuCl3异质结构的III型能带排列实现高空穴掺杂，获得室温低阻欧姆接触并制成高性能p型晶体管。
2023-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Half-Valley Ohmic Contact and Contact-Limited Valley-Contrasting Current Injection
本文提出基于铁谷半导体/石墨烯异质结构的半谷欧姆接触，通过接触限制的谷对比电流注入实现栅极可调的谷极化电流，为谷电子器件提供了新的功能构建模块。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Semimetal-Monolayer Transition Metal Dichalcogenides Photodetectors for Wafer-Scale Ultraviolet Photonics
原子薄的二维（2D）过渡金属二硫属化物（TMD），例如MoS $_2$，由于强光物质相互作用而成为纳米级光子学的有希望的候选者。然而，由于肖特基接触的高接触电阻，金属-单层MoS $_2$界面处的金属感生能隙（MIGS）态引起的费米能级钉扎限制了基于常规金属的光电子器件的应用。另一方面，半金属-TMD-半金属器件可以克服这种限制，其中MIGS被充分抑制并且可以导致欧姆接触。在这里，我们展示了铋单层（1 L）的MoS $_2$ -铋器件的光电性能与欧姆电接触和非凡的光电性能。为了解决圆片规模的生产，我们使用化学气相沉积方法生长了全覆盖的1 L MoS $_2$。我们测量了在77 K下在UV范围内的300 A/W的高光响应度，其转化为约1000或$10^5$ %的外量子效率（EQE）。我们发现，我们的器件在77 K下的90%上升时间为0.1 ms，这表明当前器件可以以~ 10 kHz的速度工作。大阵列器件制造、高灵敏度和高速响应的组合为包括集成光电子电路的光子学应用提供了巨大的潜力。
2023-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ohmic Contact Formation Between Metal and AlGaN/GaN Heterostructure via Graphene Insertion
提出了一种在AlGaN/GAN高电子迁移率晶体管（HEMT）中利用Cr/Graphene层形成二维电子气欧姆接触的简单方法。在77至300 K范围内观察到的欧姆接触的弱温度依赖性排除了电子发射或陷阱辅助跳跃作为可能的载流子传输机制。这表明Cr/石墨烯组合的作用类似于与AlGaN/GAN异质结构接触的掺杂的n型半导体，并且促进载流子沿着通过AlGaN层的交替贫Al路径传输。石墨烯的这种新用途提供了一种简单可靠的方法，用于制作AlGaN/GAN异质结构的欧姆接触，避免了涉及高温的复杂额外处理步骤。这些结果可能对未来AlGaN/GaN基微电子和光电子器件/传感器的制造和制造具有重要意义。
2013-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-Driven Metallicity in Ångström-Thickness 2D Bismuth and Layer-Selective Ohmic Contact to MoS2
研究通过压力诱导的结构转变解释了二维铋在埃厚度下的金属性，并在MoS2-Bi-MoS2异质结构中实现了可通过栅极电场极性切换的层选择性欧姆接触，为层电子学器件应用开辟了新途径。
2025-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The annealing mechanism of AuGe/Ni/Au ohmic contacts to a two-dimensional electron gas in GaAs/AlGaAs heterostructures
GaAs/AlGaAs异质结构中二维电子气（2DEG）的欧姆接触通常通过沉积在其表面上的AuGe/Ni/Au的退火来实现。我们研究了这种类型的欧姆接触的质量如何取决于退火时间和温度，以及最佳参数如何取决于表面以下的2DEG的深度。结合退火接触的透射电子显微镜和能量色散X射线光谱研究，我们的研究结果允许识别退火机制，并提出一个模型，可以预测最佳退火参数为一定的异质结构。
2008-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Does P-type Ohmic Contact Exist in WSe2-metal Interfaces?
低电阻金属触点的形成是掩盖2D WSe 2器件固有的特殊电子特性的最大挑战。我们提出了第一个ML/BL WSe 2和Sc，Al，Ag，Au，Pd和Pt接触之间的界面性质的比较研究，通过使用从头算能带计算，包括自旋轨道耦合（SOC）的影响和量子输运模拟。层间耦合降低了WSe_2-Au接触的电子和空穴肖特基势垒高度（SBH），改变了WSe_2-Au接触的极性，而SOC主要降低了空穴SBH。在不存在SOC的情况下，Pd接触具有最小的空穴SBH，其值不小于0.22 eV。Pt接触超过Pd接触，成为p型欧姆或准欧姆接触，并引入SOC。我们的研究为ML/BL WSe 2器件中选择合适的金属电极提供了理论基础。
2015-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Multilayer Pt/Al Based Ohmic contacts for AlGaN/GaN Heterostructures Stable up to 600oC Ambient Air
本文提出了一种基于Pt/Al多层堆叠的AlGaN/GAN异质结欧姆接触金属化技术。制造CTLM结构以评估所提出的金属化的电性能。在600 ℃的空气中连续老化100小时以上后，所制造的电池堆显示出优异的稳定性。所制备的样品在老化后的测量I-V特性显示出良好的线性。Pt/Al基金属化在极端环境条件下的未来器件和传感器应用中显示出巨大的潜力。
2015-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Refining Au/Sb alloyed ohmic contacts in undoped Si/SiGe strained quantum wells
本研究通过分析Au/Si共晶反应与穿透位错对表面形貌的影响，并采用王水处理去除富金突起，优化了未掺杂Si/SiGe量子阱的Au/Sb合金欧姆接触，实现了与高迁移率异质结构相当的电性能。
2025-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Ohmic contact in graphene/HfS$_2$ van der Waals heterostructure
利用密度泛函理论计算并加入范德华修正，构建了石墨烯/HfS $_2$异质结，并对其电子性质进行了深入研究.该界面被确定为$n$型欧姆接触，并且使用肖特基势垒高度和电子注入效率示出了不同量的层间距离和应变对接触的影响。在这两种情况下，界面的偶极矩和功函数也会发生变化。欧姆到肖特基接触之间的过渡也被描绘为可能通过施加垂直电场，证明这是另一种有用的方法，用于调整该结构的不同属性。本文的结论对今后二维HfS $_2$基器件的发展具有重要的指导意义。
2020-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Quantum electron transport in ohmic edge contacts between two-dimensional materials
金属-半导体接触是限制晶体管尺寸缩小以进一步提高器件性能的主要因素。由于与传统的顶部接触相比更强的轨道杂化，平面内边缘接触具有实现更低接触电阻的潜力。然而，在边缘接触的电子输运性能的定量理解仍然缺乏。在这项工作中，我们对石墨烯/MoS $_2$边缘接触进行了全带原子量子输运模拟。通过使用Wannier函数的基础，以准确地描述的电子带，连同一个完整的自洽的解决方案的静电，我们能够有效地模拟器件结构的微米尺度上，但原子级的精度。我们发现，被捕获的电荷所产生的势垒随着远离界面的距离而快速衰减，因此足够薄以使电子能够有效地注入。这导致其I-V特性中的欧姆行为，这与实验一致。我们的研究结果表明，所扮演的角色被困电荷的肖特基势垒的形成，以及如何可以减少肖特基势垒高度（SBH）通过调整边缘接触系统的相关参数。我们的框架可以方便地扩展到更一般的纳米结构的几何形状。例如，静电的完整3D解决方案也将导致更好的电势建模。此外，更好的从头计算可以方便地添加到我们的方法，以进一步提高其精度。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Low-Temperature 2D/2D Ohmic Contacts in WSe$_2$ Field-Effect Transistors as a Platform for the 2D Metal-Insulator Transition
我们报道了六方氮化硼（hBN）封装的多端WSe $_2$霍尔条的制造与2D/2D低温欧姆接触作为研究二维（2D）金属-绝缘体转变的平台。我们证明，WSe $_2$设备表现出欧姆行为低至0.25 K，并在足够低的激励电压，以避免电流加热效应。此外，理想的霍尔棒几何形状的高质量hBN封装的WSe $_2$器件使我们能够准确地确定载流子密度。的温度（$T$）和密度（$n_s$）的电导率$σ(T,n_s)$的依赖性的测量表明缩放行为与金属-绝缘体量子相变由电子-电子相互作用驱动的一致，但在无序诱导的本地磁矩也存在。我们的研究结果铺平了道路，为进一步研究的基本量子力学性质的二维过渡金属dichalcogenides使用相同的接触工程。
2020-12-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin Stable Ohmic Contacts for High-Temperature Operation of $β$-Ga$_2$O$_3$ Devices
针对$β$-Ga$_2$O$_3$器件高温欧姆接触失效问题，提出利用5nm Ti/100nm Au超薄自限制界面反应形成外延氧化钛层，实现在600$^{\circ}$C下稳定超500小时的低电阻欧姆接触。
2023-04-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A quasi-ohmic back contact achieved by inserting single-crystal graphene in flexible Kesterite solar cells
针对柔性CZTSSe太阳能电池中Mo箔基底导致的背接触问题，提出在Mo箔/CZTSSe界面插入单晶石墨烯，通过钝化表面、消除有害反应并形成准欧姆接触，显著提升了器件的电荷收集效率与性能。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-situ grown single crystal aluminum as a non-alloyed ohmic contact to n-ZnSe by molecular beam epitaxy (MBE)
利用分子束外延（MBE）技术在ZnSe（100）外延生长的单晶Al膜上制备了n-ZnSe的新型欧姆接触。电子背散射衍射（EBSD）证实了铝膜的单晶结构。将（110）取向的Al层相对于衬底旋转45 $^\circ$以匹配ZnSe（100）晶格常数。生长的Al-ZnSe接触具有接近理想的欧姆特性在一个大的掺杂范围内的n-ZnSe，而无需任何额外的处理。对于甚至轻掺杂的ZnSe，接触电阻在10 $Ω$ $^{2}$的范围内（$\sim$ 10 $^{17}$ cm $^{-3}$）。轻掺杂ZnSe样品的漏肖特基行为表明，Al-ZnSe形成了低势垒高度的肖特基极限接触。与文献报道的接触相比，原位生长的Al可以作为与n-ZnSe的简单金属接触而不受载流子浓度的影响，并且具有较低的电阻。这种新型的金属化方法可以大大简化ZnSe基器件的制作复杂度，降低成本
2020-05-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Morphological and electrical properties of Nickel based Ohmic contacts formed by laser annealing process on n-type 4H-SiC
本文研究了激光退火形成的SiC功率二极管镍基背面欧姆接触的形貌和电学性能。在重掺杂110 μ m4H-SiC基片机械研磨后的背面溅射了100 nm厚的Ni薄膜。然后，为了实现欧姆行为，用波长为310 nm、能量密度为4.7 J/cm 2和脉冲持续时间为160 ns的UV受激准分子激光照射金属膜。通过不同的技术手段分析样品的形态和结构特性。纳米尺度的导电原子力显微镜（C-AFM）的电分析允许相关的退火金属膜的形态与它们的局部电性能。研究了激光退火制备的接触的欧姆行为，并与标准快速热退火（RTA）工艺进行了比较。最后，将其集成到650V SiC肖特基二极管的制作中。
2019-06-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High-performance monolayer MoS2 field-effect transistor with large-scale nitrogen-doped graphene electrodes for Ohmic contact
有限的肖特基势垒和单层MoS 2与电极之间的大接触电阻是发展高性能场效应晶体管（FET）的主要瓶颈，阻碍了低温下谷自旋输运等本征量子行为的研究。已经开发了栅极可调石墨烯电极平台以改善MoS 2 FET的性能。然而，原始石墨烯的功函数与MoS 2的导带之间的固有不对准导致FET的大阈值电压，因为仅在非常高的栅极电压和载流子浓度（~1013 cm-2）下观察到欧姆接触行为。在这里，我们提出了高性能的单层二硫化钼场效应晶体管欧姆接触在适度的栅极电压通过使用化学气相沉积（CVD）氮掺杂的石墨烯具有高的本征电子载流子密度。CVD氮掺杂石墨烯和单层MoS 2混合FET平台在零栅极电压下表现出-54.2V的大的负偏移阈值电压和无势垒欧姆接触。与原始石墨烯电极平台相比，氮掺杂石墨烯的透明接触导致单层MoS 2 FET的导通电流提高了214%，场效应载流子迁移率提高了四倍。输运测量以及热退火前后的拉曼和X射线光电子能谱学分析表明，CVD氮掺杂石墨烯中的原子C-N键合是电子掺杂的主导效应。大规模的氮掺杂石墨烯电极为高性能器件的开发和独特量子行为的研究提供了一个很有前途的器件平台。
2019-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Quantum Point Contact in Twisted Transition Metal Dichalcogenides
University of Minnesota（明尼苏达大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究通过量子点接触探测单个铁电莫尔域，揭示其铁电行为与动态，为可调铁电量子器件发展奠定基础。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent Schottky barriers and vacancy-induced spin-selective Ohmic contacts in magnetic vdW heterostructures
二维铁磁体CrX 3（X=Cl，Br，I）为基础物理和器件应用提供了新的平台，因而受到广泛关注。将CrX 3与其他电极和衬底集成是实现其器件的重要步骤。因此，了解CrX 3与其他2D材料之间的界面特性非常重要。作为一个说明性的例子，我们已经从第一性原理研究了CrX 3和石墨烯（CrX 3/Gr）之间的异质结构。在CrX 3/Gr中，我们发现了具有强烈自旋相关势垒的独特肖特基接触类型，这可以通过CrX 3半导体能带的交换分裂和层间电荷转移之间的协同效应来理解。肖特基势垒的自旋不对称性会导致上下自旋电子的隧穿速率不同，从而产生自旋极化电流，即自旋过滤器效应。此外，通过在CrX 3/Gr中引入X空位，在自旋向上方向上形成欧姆接触。它可以增强自旋上电子的输运，改善SF效应。我们的系统研究揭示了CrX 3/Gr独特的界面性质，为理解和设计基于磁性vdW异质结的自旋电子学器件提供了理论依据。
2020-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Selective Etching of Hexagonal Boron Nitride by High-Pressure CF4 Plasma for Individual One-dimensional Ohmic Contacts to Graphene Layers
我们描述了一种使用CF 4和O2等离子体对封装在六方氮化硼（h-BN）中的单个石墨烯层进行一维欧姆接触的技术。h-BN相对于石墨烯的高蚀刻选择性（>1000）是通过增加等离子体压力来实现的，这使得能够蚀刻h-BN，而石墨烯充当蚀刻停止层以保护下面的h-BN。低压O2等离子体在垂直方向上各向异性地蚀刻石墨烯，这暴露了h-BN侧壁处的石墨烯边缘。尽管有O2等离子体轰击，但下部h-BN层用作绝缘层。因此，该方法允许我们在第二石墨烯层上的h-BN上图案化金属电极。随后的电子束光刻和蒸发在石墨烯边缘制造金属接触，这些金属接触在低温下是活跃的。通过制备具有石墨背栅的石墨烯霍尔条和双层石墨烯霍尔条器件来证明这种制造方法。通过这种方法实现的器件几何形状的高度灵活性创建了对静电耦合石墨烯层的各种实验的访问。
2020-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Low Resistance Non-Alloyed Ohmic Contacts to High Al Composition n-type AlGaN
Cornell University（康奈尔大学）
本研究通过非合金工艺实现了高铝含量n型AlGaN的低电阻欧姆接触，利用热离子场发射机制，测得接触电阻率及势垒高度。
2025-12-09 cond-mat.mtrl-sci
On the importance of Ni-Au-Ga interdiffusion in the formation of a Ni-Au / p-GaN ohmic contact
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, C2N, UMR 9001, CNRS, Université Paris-Saclay（纳米科学和纳米技术研究中心）；CRHEA, UMR7073, CNRS, Université Côte d’Azur（高电阻率电子学中心）；Institut d’Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie, IEMN, UMR 8520, CNRS, Université de Lille（电子、微电子和纳米技术研究所）；Georgia Tech CNRS, IRL 2958, GT-Europe（佐治亚理工学院-法国国家科学研究中心联合研究）
研究揭示了镍-金-镓三元互扩散在形成欧姆接触中的关键作用，指出镓空位的产生对降低肖特基势垒高度和提高电流至关重要。
2025-02-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Realization of independent contacts in barrier-separated InAs/GaSb quantum wells
用分子束外延技术生长了InAs/GaSb双量子阱结构，中间用100 μ m的AlSb中间势垒隔开。我们报告了一种纳米结构技术，利用表面费米能级钉扎位置在InAs $[E_f^s(\rm InAs)]$实现独立的电接触到每个井。特别地，通过选择性地向下蚀刻到InAs来实现与上部InAs量子阱的单独欧姆接触，而通过耗尽方法获得与下部GaSb量子阱的接触。对于后者，上部InAs量子阱被覆盖有剩余的2-3 nm InAs层的顶部蚀刻沟槽局部夹断。作为相对低的$E_f^s(\rm InAs)$的结果，施加负偏置栅极电势将在GaSb中产生导电空穴沟道，并因此产生与下量子阱的单独欧姆接触。这种方法证明了与实验和支持的自洽带弯曲计算。一些分别探测库仑和隧道耦合的InAs/GaSb系统的实验现在变得容易。
2023-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low Resistance Ohmic Contact On Epitaxial MOVPE-grown $β$-Ga$_2$O$_3$ and $β$-(Al$_x$Ga$_1-x$)$_2$ O$_3$ Films
我们报道了MOVPE生长的重掺Si的$β$ -Ga $_2$ O $_3$和$β$ -（Al $_x$ Ga $_1-x$）$_2$ O $_3$外延膜的低电阻欧姆接触的实现。转移长度测量（TLM）图案是在重掺杂Si的同质外延$β$-Ga $_2$ O $_3$薄膜上制作的，其电子浓度（n）范围为1.77至3.23 e20 cm^-3。对于n > 3e 20 cm^-3的$β$ -Ga $_2$ O $_3$：Si薄膜，实现了1.62 e-7和0.023 Ohm.mm的创纪录的低比接触电阻和总接触电阻（Rc）Ohm.cm TLM结构也制备在重Si掺杂的相干应变$β$ -（Al $_x$ Ga $_1-x$）$_2$ O $_3$（x= 12%、17%和22%）薄膜上。铝含量为12%的薄膜（n= 1.23 e20 cm^-3）的\r{ho} c为5.85 e-6 Ohm.cm ^2，而铝含量为22%的薄膜的\r{ho} c则增加到2.19 e-4 Ohm.cm ^2。在金属沉积后对样品进行退火通常导致接触电阻的降低，但是对于高Al含量的$β$ -（Al $_x$ Ga $_1-x$）$_2$ O $_3$，接触电阻在退火工艺后没有显著变化。在这项工作中测得的低接触电阻值是非常有前途的高频功率器件的制造。
2022-08-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Capacitively Coupled GaAs p-i-n/Substrate Photodetector with Ohmic Contacts on Lightly Doped n-GaAs for Hard X-Ray Imaging
Institute of Applied Problems of Physics, National Academy of Sciences of the Republic of Armenia（亚美尼亚共和国国家科学院应用物理问题研究所）；CNR-Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto officina dei materiali（意大利国家研究委员会材料研究所）；Elettra-Sincrotrone Trieste S.C.p.A.（的里雅斯特电子同步加速器股份有限公司）
本研究提出了一种电容耦合的GaAs p-i-n/基底光电探测器，通过低温退火工艺实现欧姆接触，用于高能X射线脉冲检测。
2026-03-03 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Contact effects in polymer field-effect transistors
接触电阻通常对有机场效应晶体管（OFFET）中的总器件电阻有显著贡献。理解金属-有机界面处的电荷注入对于优化OFET器件性能至关重要。我们已经进行了一系列的实验，使用底部接触聚（3-己基噻吩）（P3 HT）OFFERENT在浅沟道限制检查注入过程。当接触欧姆，我们发现接触电阻率是成反比的载流子迁移率，符合扩散限制注入。然而，来自具有其他电极材料的器械的数据表明，这种简单的图片不足以描述具有显著屏障的接触。一个广义的传输线方法允许分析的非欧姆接触，我们发现合理的协议与模型注入，占跳跃性质的传导聚合物。P3 HT中的（无意的）掺杂剂浓度的变化可以通过金属-有机能带对准的变化来显著改变注入过程。在非常低的掺杂水平，运输表明在Au/P3 HT界面处形成的屏障，而Pt/P3 HT接触保持欧姆性，具有相对低的电阻。我们最近观察到，金属源极/漏极电极上的自组装单层可以显著降低接触电阻，并在导致与未处理电极的非欧姆、高电阻接触的条件下保持欧姆导电。最后，我们讨论了测量极短的通道设备，在最初的步骤检查运输通过单个聚合物链。
2006-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin Ga$_2$O$_3$ Tunneling Contact for 2D Transition-metal Dichalcogenides Transistor
针对2D TMDs晶体管高接触电阻等问题，提出非晶Ga₂O₃隧穿接触层方案，实现近理想欧姆接触，大幅提升WS₂晶体管性能，为2D晶体管接触性能建基准，推动可扩展高性能电子器件发展。
2025-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Concurrent growth and formation of electrically contacted monolayer transition metal dichalcogenides on bulk metallic patterns
虽然二维（2D）材料的新物种和性质以非常规律的方式被报道，但该领域的一个重要瓶颈是可控地将材料加工成工作设备的能力。我们报告了一种化学气相沉积工艺，该工艺以确定性的方式在光刻限定的块状金属图案周围选择性地生长2D材料，该图案同时提供与材料的生长接触。在过渡金属的图案化区域上和周围可控地生长具有高达数百微米的横向范围的单层膜。通过使用金属图案和基于氧化物的前体的不同组合，也观察到异质结构的MoS 2/WS 2生长。该材料显示出强发光、单层拉曼特征和相对大的晶畴。除了在大区域上确定性地和选择性地产生高光学质量单层材料之外，金属图案保持导电性，因此具有向材料提供生长态金属接触的优点，从而为简单的器件制造和大规模生产提供了途径
2016-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Doping of Rhenium and Vanadium into Transition Metal Dichalcogenides for Two-Dimensional Electronics
二维（2D）过渡金属二硫属化合物（TMDC）具有独特的电学性能，是未来电子学领域的重要材料。然而，TMDCs与金属电极界面处强烈的费米能级钉扎效应往往导致较高的接触电阻，严重阻碍了其在二维电子学中的应用。克服这一点的一种有效方法是使用金属TMDC或转移的金属电极作为范德华（vdW）接触。或者，使用高导电掺杂的TMDC将对2D电子器件的接触工程产生深远的影响。在这里，一种新的化学气相沉积使用混合熔盐建立气-液-固生长高品质的铼（Re）和钒（V）掺杂TMDC单层具有高的可控性和再现性。在Re和V掺杂的TMDC中观察到可调谐的半导体到金属的转变。电导率在简并V掺杂的WS 2和WSe 2中增加到108倍。与金属接触相比，使用V掺杂的WSe 2作为VdW接触，基于WSe 2的场效应晶体管的通态电流和开/关比已经得到实质性改善（从~10-8到10-5 A; ~104到108）。未来的研究横向接触和互连使用掺杂TMDC将铺平道路，为二维集成电路和柔性电子。
2021-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Characteristics of Al/Ge Schottky and Ohmic contacts at low temperatures
在（100）Ge（80 K时杂质浓度约为1010/cm ~ 3）上热淀积Al，制备了肖特基势垒接触，在180 K附近出现非本征p型到本征n型的转变。p型和n型Ge都表现出理想的肖特基特性，具有低反向电流和从温度依赖的电流-电压（I-V）特性的线性形式获得的接近单位的理想因子。在不同温度下的二极管电流改变其方向，在非零施加的偏压，反映了电荷中性水平（CNL）的位置从费米能级的Ge的移位。随着温度的升高，肖特基势垒高度（SBH）稳步增加的p-Ge，可以理解的基础上观察到的CNL的变化。对于强钉扎界面，由零偏Richardson图确定的SBH值与由Schottky-Mott规则估计的SBH值吻合得很好。从Richardson图确定在各种正向电压的激活能，并发现减少与施加的偏置n-Ge，但减少到零的p-Ge，显示类似的功函数Al。Al/Ge的退火诱导的p型Al掺杂的Ge层，表现出逐渐减少的Al浓度对p-Ge晶体的再生长。由此制备的Al掺杂Ge（P+）/Ge（P）结在非本征区（低于180 K）具有线性的电流-电压（I-V）特性。在本征区（180 K以上），由于Al掺杂Ge层和Ge晶体的电导率随温度的变化，在I-V曲线中观察到整流现象。
2020-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Metal contacts in carbon nanotube field effect transistors: Beyond the Schottky barrier paradigm
碳纳米管场效应晶体管的观察到的性能进行检查使用第一性原理量子输运计算。我们专注于Au和Pd电极与开放式半导体纳米管的电接触的性质和作用，使表面的化学接触通过接触原子构型的大规模弛豫充分发展。我们提出了第一个直接的数值证据，钯接触表现出完美的透明度，空穴注入，而不是金接触。另一方面，它们各自的肖特基势垒高度对于实际接触模型来说相当相似。这些发现与迄今为止报道的实验数据基本一致，并且表明肖特基接触不仅仅是被动欧姆接触，而是主动影响器件的I-V行为。
2007-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fe-assisted epitaxial growth of 4-inch single-crystal transition-metal dichalcogenides on c-plane sapphire without miscut angle
外延生长和可控掺杂的晶圆级单晶过渡金属二硫属化物（TMDCs）是两个中心任务扩展摩尔定律超越硅。然而，尽管做出了相当大的努力，但在二维（2D）限制下同时解决这些关键问题尚未实现。在这里，我们设计了一种巧妙的外延策略，在行业兼容的c面蓝宝石上合成破纪录的4英寸单晶Fe掺杂TMDC单层，且没有误切角。深入的表征和理论计算表明，Fe的引入显著降低了蓝宝石表面平行台阶的形成能，并有助于单向TMDC畴的边缘形核（>99%）。在4英寸厚的Fe-MoS_2单晶膜上，由于其超低的接触电阻和与金属电极的良好欧姆接触，获得了高的电子迁移率（~86 cm ~ 2 V-1 s-1）和显著的开/关电流比（~108）.这项工作代表了在桥接晶片级单晶2D半导体的合成和掺杂方面的实质性飞跃，而不需要衬底误切，这将促进进一步的器件缩小和摩尔定律的扩展。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Graphdiyne-metal contacts and graphdiyne transistors
石墨二炔是在金属表面制备的，用它制造器件也不可避免地涉及与金属的接触。采用色散修正的密度泛函理论，首次系统地研究了石墨炔与一系列金属（Al，Ag，Cu，Au，Ir，Pt，Ni，Pd）的界面性质.石墨二炔与Al、Ag和Cu处于n型欧姆或准欧姆接触，而它与Au（在源极/漏极界面处）、Pd、Pt、Ni和Ir（在源极/漏极-沟道界面处）处于肖特基接触，分别具有0.39、0.21（n型）、0.30、0.41和0.45（p型）eV的高肖特基势垒高度。用量子输运方法模拟了铝电极石墨炔场效应晶体管（FET）。该器件在10 nm沟道长度下具有高达104的开关比和1.3 × 104 mA/mm的大通态电流。这为石墨烯在高性能纳米器件中的应用开辟了新的前景。
2014-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Type-II Dirac fermions in the PtSe$_2$ class of transition metal dichalcogenides
最近，在电子和空穴在孤立的外尔点接触的物质新相中发现了一种新的“II型”外尔费米子，它表现出奇异的现象，如角相关的手征异常。[Nature \textbf{527}，495（2015）]这提出了一个有趣的问题，即它的对应物，第二类\textit{Dirac}费米子，存在于实际材料中。在这里，我们预测的存在下，在一类过渡金属二硫属化物材料的双保护的II型狄拉克费米子。我们对PtSe $_2$的第一性原理计算揭示了它的体II型狄拉克费米子，它具有强烈倾斜的狄拉克锥、新颖的表面态和奇异的掺杂驱动的Lifshitz跃迁.结果表明，$_2$型材料中第二类狄拉克费米子的存在与其结构的$P\bar{3}m1$对称性密切相关，这为第二类狄拉克费米子的实验实现提供了有益的指导，并提供了不同于已知标准狄拉克费米子的有趣物理性质.
2016-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adhesion of the electrodes on diamond device surfaces
采用基于密度泛函理论的计算方法，研究了金刚石半导体电极金属片的合适候选材料。对于20种金属元素$x$，我们模拟了金刚石-金属界面，并评估了其分离功，$W_\mathrm{sep}(x)$，作为抗剥离强度的可能措施。欧姆接触的适当性是从金刚石-金属界面的态密度（DOS）分析推断的，通过观察间隙内（隔离/局部化）峰是否消失以及费米能级周围是否存在足够量的DOS值。我们的DFT模拟证实，一个典型的电极，金，是不够的粘合力功率器件[ $W_\mathrm{sep}(\mathrm{Au}) = 0.80$ J/m $^2$ ]，虽然显示欧姆接触。相比之下，发现一些过渡金属具有比Au强得多的粘附力的欧姆特征[例如，$W_\mathrm{sep}(\mathrm{Cr}/\mathrm{Ti}) = 6.02/4.03$ J/m $^2$ ]。
2017-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Band structure engineered layered metals for low-loss plasmonics
等离子体目前面临的问题似乎不可避免的光学损失发生在金属组件，挑战基本上任何应用的实施。在这项工作中，我们表明，欧姆损失减少在某些层状金属，如过渡金属二硫属化物TaS $_2$，由于一个非常小的密度的状态散射在近红外源自其特殊的电子能带结构。基于这一观察，我们提出了一种新的能带结构工程范德华层状金属组成的六角过渡金属硫族化物卤化物层，大大抑制了本征损耗。利用第一性原理计算，我们表明，光学损耗的抑制导致薄膜波导和变换光学性能的改善。
2017-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization Controlled Ohmic to Schottky Transition at a Metal/Doped Ferroelectric Interface
铁电极性位移最近已被观察到在导电电子掺杂钛酸钡。铁电相和导电性的共存为新功能打开了大门，这可能为新型器件应用提供独特的途径。利用第一性原理方法和静电模型，研究了电子掺杂BaTiO 3（n-BaTiO 3）的可切换极化对SrRuO 3/n-BaTiO 3（001）界面电子性质的影响。铁电极化控制界面处电子电荷的积累或耗尽，并且n-BTO导带的相关弯曲决定了跨界面的传输机制。该接口具有肖特基隧道势垒的一个极化方向，而欧姆接触是存在的相反的极化方向，导致与极化反转的界面电阻的大的变化。计算揭示了一个大的（五个数量级）的变化，在界面电阻的极化切换的结果。
2013-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of laser-induced-metal phase of $\mathrm{MoTe}_{2}$ and its contact property via scanning gate microscopy
虽然MoTe $_{2}$在大于0.3 MW/cm $^{2}$的高密度激光辐照下发生了半导体-金属相变，但我们发现激光诱导金属（LIM）相不是由多晶型结构相变产生的1 T '结构，而是由MoTe $_{2}$的光热分解诱导的半金属Te组成。该技术被用于制作具有非对称金属接触的Pd/2 H-MoTe $_{2}$ /LIM结构的场效应晶体管，并通过扫描栅显微镜研究其接触特性。我们确认，肖特基势垒（扩散电位）总是形成在Pd/2 H-MoTe $_{2}$边界和障碍的载流子输运，而欧姆接触实现在2 H-MoTe $_{2}$ /LIM相结的n-和p-型载流子。
2020-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monolayer MoS2 field effect transistor with low Schottky barrier height with ferromagnetic metal contacts
二维MoS 2由于其奇异的性质而成为纳米电子学和自旋电子学的有前途的材料。然而，金属半导体MoS 2界面处的高接触电阻仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们报告的场效应晶体管器件使用单层二硫化钼通道和坡莫合金（Py）作为铁磁（FM）金属接触的电子特性。采用化学气相沉积技术在SiO2/Si衬底上直接生长单层MoS 2沟道。电流随背栅电压的增加表明FET特性的可调谐性。Py/MoS 2接触的肖特基势垒高度（SBH）估计为+28.8 meV（零偏压），这是迄今为止报道的任何直接金属（磁性或非磁性）/单层MoS 2接触的最小值。随着栅极电压（+10V）的施加，SBH显示出急剧减小至-6.8meV的值。负的SBH揭示了Py/MoS 2接触的欧姆行为。具有FM接触的受控欧姆性质的低SBH是基于MoS 2的自旋电子学的主要要求，因此在本研究中使用直接生长的MoS 2沟道可以为大规模应用的高性能器件铺平道路。
2019-09-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strong electron-hole symmetric Rashba spin-orbit coupling in graphene/monolayer transition metal dichalcogenide heterostructures
尽管石墨烯具有极弱的固有自旋轨道耦合（SOC），但已显示石墨烯通过与剥离的过渡金属二硫属化物（TMD）的邻近耦合而获得相当大的SOC。在这里，我们展示了强烈的诱导Rashba SOC的石墨烯是接近耦合到一个单层TMD膜，二硫化钼或WSe 2，生长通过化学气相沉积具有显着不同的费米能级位置。石墨烯/TMD异质结构是利用六方氮化硼，作为一个平面模板，以促进密切接触，因此，强烈的界面之间的相互作用，如证明的TMD光致发光的淬灭的拾取转移技术制造。我们观察到强烈的诱导石墨烯SOC，表现在一个明显的弱反本地化（WAL）的石墨烯磁导效应。从WAL分析中提取的自旋弛豫速率随动量散射时间线性变化，并且与载流子类型无关。这表明一个占主导地位的Dyakonov-Perel自旋弛豫机制所引起的诱导Rashba SOC。我们的分析产生的Rashba SOC的能量约1.5 meV的石墨烯/WSe 2和约0.9 meV的石墨烯/MoS 2，分别。诱导Rashba SOC的近电子-空穴对称性质提供了可能的潜在SOC机制的线索。
2017-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scalable fabrication of edge contacts to 2D materials
我们提出了一种基于三层抗蚀剂系统的用于可靠地和可重复地形成与2D材料的电接触的制造方法。我们证明了这种方法的适用性外延石墨烯碳化硅（epigraphene）和过渡金属二硫属化物（TMDC）二硫化钼（$MoS_2$）。对于epiglene，比接触电阻为$ρ_c$ ~ $50$ $Ωμm$的量级，并且遵循Landauer量子极限$ρ_c \propto n^{-1/2}$，其中$n$是石墨烯的载流子密度。对于$MoS_2$薄片，我们的边缘触点可使场效应晶体管（FET）在室温下具有$> 10^6$的通/断比（在低温下为$> 10^9$）。这里展示的制造路线允许使用热蒸发和溅射进行接触金属化，在设计电气接口时提供额外的灵活性，这在实际设备和探索新兴材料的电气特性时是关键的。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contact Research Strategy for Emerging Molybdenum Disulfide and Other Two-Dimensional Field-effect Transistors
近年来，过渡金属二硫属化合物（TMD）的二维层状半导体结构得到了广泛的分离、合成和表征。许多2D材料由于其高迁移率和表现出的带隙而被确定为未来薄膜技术的沟道材料的潜在候选者。虽然许多TMD场效应晶体管（FET）已经被广泛展示，并取得了重大进展，以清楚地了解器件物理，在金属/半导体界面的大接触电阻仍然是一个挑战。从二维器件研究的角度来看，如何最大限度地减小肖特基势垒对接触的影响，从而降低二维材料上金属的接触电阻，是该领域进一步发展的关键。在这里，我们提出了一个审查的接触研究二硫化钼和其他TMD场效应晶体管的基本理解的金属-半导体界面上的二维材料。一个明确的二维半导体材料的接触研究策略，为未来的高性能二维场效应晶体管与积极规模化的尺寸。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of gold and bismuth electrical contacts to a MoS$_{2}$ monolayer
针对TMDCs器件金属接触肖特基势垒高的难题，研究了金和铋两种MoS₂单层接触材料，对比了二者的I-V特性，介绍了提升金接触性能的AFM熨烫法，并给出两类样品的光学响应初步结果。
2025-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Transport in Two-Dimensional WS$_2$ with High-Efficiency Carrier Injection Through Indium Alloy Contacts
二维过渡金属二硫属化合物（TMDCs）具有光电子和量子化学等方面的重要应用。器件的关键元件是金属-半导体界面。然而，高接触电阻阻碍了进展。量子输运研究很少，因为低质量的接触在低温下很难处理。在这里，依赖于温度的转移长度测量进行化学气相沉积生长的单层和双层WS $_2$设备与铟合金接触。该器件具有低接触电阻和肖特基势垒高度（\sim 10 k $Ω$ \si{\micro\metre}在3 K和1.7毫电子伏）。有效的载流子注入能够实现高载流子迁移率（$\sim$ 190 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$）和共振隧穿的观察。密度泛函理论计算提供了深入了解量子输运和性能的WS $_2$铟接口。我们的研究结果揭示了使用铟合金触点的高性能WS $_2$器件的显著进步。
2021-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The role of contact resistance in graphene field-effect devices
极高的载流子迁移率和独特的能带结构使得石墨烯对于场效应晶体管应用非常有用。根据几项工作，石墨烯基晶体管性能的主要限制与材料质量无关，而是与影响电子传输特性的外在因素有关。最重要的寄生元素之一是石墨烯与用作源极和漏极的金属电极之间出现的接触电阻。具有低接触电阻的与石墨烯的欧姆接触对于多数载流子的注入和提取是必要的，以防止由接触电阻的变化引起的晶体管参数波动。面向石墨烯电子器件的集成和缩小规模的国际半导体技术路线图（International Technology Roadmap for Semiconductors）将CMOS兼容工艺的开发确定为一项挑战，该工艺能够可再现地形成低接触电阻。然而，接触电阻仍然没有得到很好的理解，尽管它是进一步改进的关键障碍。在本文中，我们回顾了在过去十年中一直专注于降低石墨烯晶体管中的接触电阻的实验和理论活动。我们将总结石墨烯-金属接触的具体性质，特别关注金属的性质，制造工艺的影响，费米能级钉扎，通过表面工艺引起的界面改性，电荷传输机制和边缘接触形成。
2017-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reproducible Monolayer MoS2 Devices Free of Resist Contamination by Gold Mask Lithography
针对传统光刻工艺易污染二维材料、导致电学接触差的问题，本研究提出金掩模光刻制备法，成功制备洁净接触的单层MoS₂晶体管，验证了其无污染制备的有效性及集成电路应用潜力。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Mobility WSe2 p- and n-Type Field Effect Transistors Contacted by Highly Doped Graphene for Low-Resistance Contacts
我们报告了具有六方氮化硼钝化沟道和离子液体（IL）栅控石墨烯接触的n型和p型WSe 2场效应晶体管的制造。我们的输运测量揭示了本征沟道特性，包括在接近量子电导e2/h的特征电导率下的金属-绝缘体转变，在170 K下>107的高ON/OFF比，以及在160 K下约200 cm 2 V-1 s-1的大电子和空穴迁移率。将温度降低到77 K将电子的迁移率提高到~330 cm 2 V-1 s-1，将空穴的迁移率提高到~270 cm 2 V-1 s-1。我们将我们观察电子和空穴通道中的固有声子限制传导的能力归因于使用IL门控的通道和石墨烯接触电极之间的肖特基势垒的急剧减少。我们通过研究由单个石墨烯/WSe 2肖特基结组成的肖特基二极管来阐明这一过程。我们的研究结果表明，利用化学或静电高度掺杂的石墨烯的多功能，灵活和透明的低电阻欧姆接触到广泛的准二维半导体的可能性。关键词：MoS 2，WSe 2，场效应晶体管，石墨烯，肖特基势垒，离子液体栅
2014-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Performance Flexible Nanoscale Field-Effect Transistors Based on Transition Metal Dichalcogenides
二维（2D）半导体过渡金属二硫属化物（TMD）是高性能柔性电子产品的良好候选者。然而，迄今为止，这种柔性场效应晶体管（FET）的大多数演示都是在微米级上，没有受益于2D-TMD的短沟道优势。在这里，我们展示了柔性单层MoS 2 FET，其具有迄今为止报道的最短沟道（低至50 nm）和非常高的导通电流（在1 V漏源电压下高达470 uA/um），这与柔性石墨烯或晶体硅FET相当。这是使用一种新的转移方法来实现的，其中接触最初是在刚性TMD生长基板上用纳米级光刻法图案化的，然后涂上聚酰亚胺（PI）膜，该聚酰亚胺膜在释放后成为具有接触和TMD的柔性基板。我们还将此转移过程应用于其他TMD，报告了第一个具有MoSe 2的柔性FET，并记录了柔性WSe 2 FET的导通电流。这些成就推动2D半导体更接近低功耗和高性能柔性电子技术。
2021-02-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical contacts to nanotubes and nanowires: why size matters
金属-半导体接触在电子学中起着关键作用。在这里，我们表明，对于准一维结构，如纳米管和纳米线，与金属的侧面接触只会导致弱的带共振，与体金属-半导体接触。肖特基势垒与体限制相比大大降低，并且应该有助于形成良好的接触。然而，重掺杂半导体以获得欧姆接触的传统策略随着纳米线直径的减小而失效。本文还讨论了费米能级钉扎的问题，证明了准一维结构的独特态密度使它们对这种效应不太敏感。我们的结果与最近的实验工作，并应适用于广泛的准一维材料。
2006-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Size-dependent effects on electrical contacts to nanotubes and nanowires
金属-半导体接触在电子学中起着关键作用。在这里，我们表明，准一维（Q1 D）结构，如纳米管和纳米线，与金属的侧面接触只会导致弱带重新排列，与散装金属-半导体接触。肖特基势垒与体限制相比大大降低，并且应该有助于形成良好的接触。然而，重掺杂半导体以获得欧姆接触的传统策略随着纳米线直径的减小而失效。还讨论了费米能级钉扎的问题，证明了Q1 D结构独特的态密度使它们对这种效应不太敏感。我们的结果与最近的实验工作，并应适用于广泛的Q1 D材料。
2006-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Realization of ZnSe-based Field-Effect Transistors operating at Cryogenic Temperatures as a Platform for Future Spin-Qubit Applications
本研究利用阴影墙技术和原位Al欧姆接触实现了基于ZnSe的常关型场效应晶体管，在低温下表现出有效栅控和高迁移率，为未来自旋量子比特应用提供了平台。
2026-10-01 cond-mat.mtrl-sci
III-V/Si Wafer Bonding Using Transparent, Conductive Oxide Interlayers
我们提出了一种使用透明导电氧化铟锌中间层将III-V族材料低温等离子体激活直接晶片键合到Si的方法。透明导电氧化物（TCO）层提供优异的光透射以及导电，表明其适用于包括Si基串联太阳能电池的Si/III-V混合器件。对于范围从100 $^{\circ}$ C到350 $^{\circ}$ C的接合温度，在样品堆叠中观察到欧姆行为，对于在200 $^{\circ}$ C下接合的样品，比接触电阻率低于1 $Ω$ cm $^2$。光学吸收测量显示最小的寄生光吸收，这是有限的，由欧姆接触形成TCO所需的III-V夹层。这些结果对于Ga $_{0.5}$ In $_{0.5}$ P/Si叠层太阳能电池在一个太阳或低浓度条件下工作是有希望的。
2015-06-12 cond-mat.mtrl-sci
