Temperature and gate effects on contact resistance and mobility in graphene transistors by TLM and Y-function methods
金属-石墨烯接触电阻是石墨烯在电子器件和传感器中技术开发的主要限制因素之一。高接触电阻可能对器件性能有害，并破坏石墨烯固有的优良特性。在本文中，我们制作了具有不同几何形状的石墨烯场效应晶体管，以研究接触和沟道电阻以及载流子迁移率作为栅极电压和温度的函数。我们应用的传输长度的方法和y函数的方法表明，这两种方法可以相互补充，以评估接触电阻和防止文物的载流子迁移率的栅电压依赖性的估计。我们发现，栅电压调制的接触和沟道电阻以类似的方式，但不改变载流子迁移率。我们还表明，升高的温度降低载流子迁移率，对接触电阻的影响可以忽略不计，并且可以诱导从半导体到石墨烯片电阻的金属行为的转变，这取决于所施加的栅极电压。最后，我们表明，消除接触电阻对晶体管沟道电流的不利影响，几乎增加了一倍的载流子场效应迁移率和竞争力的接触电阻可以实现由锯齿形的Ni接触。
2019-12-10 physics.app-ph
Achieving sub-1 Ohm-mm Non-Recess S/D Contact Resistance in GaN HEMTs Utilizing Simple CMOS Compatible La/Ti/Al/Ti Metal Contacts
在本文中，我们报告使用镧（La）的GAN HEMT的S/D接触，实现0.97欧姆-毫米的接触电阻没有S/D凹槽。HEMT显示出良好的电气特性和令人满意的可靠性。我们的研究表明，La，CMOS兼容的金属，是有希望降低GAN HEMT的S/D接触电阻。La的低功函数（3.5eV）有利于降低金属和GAN之间的势垒。欧姆接触的形成机制与传统的Ti/Al膜不同。在退火过程中，在表面附近形成球形的高La区域。La扩散到AlGaN层中，La和Al峰的重叠比退火前显著增加。
2019-02-01 physics.app-ph
Low-frequency noise parameter extraction method for single layer graphene FETs
本文基于最近建立的紧凑型低频噪声模型，提出了一种详细的参数提取方法，用于单层（SL）石墨烯晶体管（GFET）的低频噪声（LFN）。测量了两种短沟道背栅GFET（L=300，100 nm）在较低和较高漏电压下的漏电流和LFN，栅电压范围从电荷中性点（CNP）到p型工作区的CNP。电流-电压（IV）和LFN数据也可从长沟道SL顶部溶液栅控（SG）GFET（L=5 μ m）获得，用于靠近和远离CNP的p型和n型区域。在每一个这些制度，适当的IV和LFN参数可以准确地提取。关于LFN，迁移率波动效应在CNP处占主导地位，并且从那里可以提取Hooge参数aH，而载流子数量波动贡献是众所周知的M形偏置依赖性的输出噪声除以平方漏极电流，也在我们的数据中观察到，使得提取与陷阱数量相关的NT参数成为可能。在不太可能的情况下，一个λ形的趋势，NT和aH可以同时从CNP附近的区域提取。除了CNP之外，接触电阻对LFN也有很大的影响，并由此定义了相关参数SDR ^[2]。上述LFN参数可以从低漏极电压操作区域估计，其中速度饱和（VS）机制的影响可以忽略。在较高的漏极电压下，VS效应导致LFN的降低，由此可以从漏极电流和LFN数据中导出代表声子能量并与VS效应相关的IV参数hOmega。
2020-05-01 physics.app-ph
Re-estimation of thermal contact resistance considering near-field thermal radiation effect
热接触一直是工程领域研究的热点问题，接触热阻是衡量界面间传热效率的重要指标之一。本文从理论上重新估计了共形粗糙表面的接触换热，同时考虑了接触区和非接触区的换热。采用涨落电动力学（从头计算）计算热辐射。接触区域的贡献估计的CMY TCR模型，并进一步研究通过建模特定的表面与相应的表面粗糙度功率谱（PSD）。几个测试中，铝和无定形氧化铝主要用于模拟。研究表明，在一定的有效粗糙度范围内，界面处的热传导与近场热辐射之间存在显著的协同作用。当有效粗糙度接近亚微米尺度时，即使在室温下，近场辐射效应也不能忽略。
2018-09-25 physics.app-ph
All CVD Boron Nitride Encapsulated Graphene FETs with CMOS Compatible Metal Edge Contacts
我们报告了场效应晶体管（FET）的制造和表征，所述场效应晶体管基于化学气相沉积（CVD）石墨烯，所述石墨烯封装在具有互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的镍边缘接触的几层CVD氮化硼（BN）片之间。大面积BN/石墨烯/BN（BN/G/BN）叠层的非接触太赫兹时域光谱（THz-TDS）显示平均片电导率>1 mS/sq，平均迁移率为2500 cm $^{2}$ /Vs。在环境条件下的直流（DC）测量中观察到改进的输出电导，表明射频（RF）应用的潜力。此外，我们报告的最大电压增益为6分贝的低频信号放大器电路。GFET的RF表征产生2.64 GHz $μ$ m的f $_{T}$ × L $_{g}$乘积和5.88 GHz $μ$ m的f $_{Max}$ × L $_{g}$乘积。这项研究首次提出了THz-TDS与其他表征方法相结合，用于BN/G/BN堆叠的器件性能评估。这些结果为CMOS兼容未来纳米电子电路架构的可扩展的全CVD 2D材料FET迈出了一步。
2018-09-10 physics.app-ph
Geometrical magnetoresistance effect and mobility in graphene field-effect transistors
用于高频电子器件的石墨烯场效应晶体管（GFET）的进一步发展需要精确评估和研究特定器件中载流子的迁移率。在这里，我们证明了在GFET的迁移率可以直接使用几何磁阻（GMR）效应的特点和研究。该方法不受其他方法的限制，因为它不需要假设恒定的迁移率和栅极电容的知识。在宽范围的横向磁场中对几组GFET的研究表明，GMR效应在高达约0.55 T时占主导地位。在更高的磁场中，物理磁阻效应开始起作用。GMR方法的优点使我们能够解释测量的迁移率对栅极电压的依赖性，即，载流子浓度，并确定相应的散射机制。特别是，相当恒定的迁移率的范围与占主导地位的库仑散射。在较高的载流子浓度的流动性的降低与声子散射的贡献。分析表明，GMR迁移率通常比通过常用的漏极电阻模型发现的迁移率高2-3倍。后者低估了迁移率，因为它没有考虑界面电容。
2022-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.app-ph
Critical assessment of contact resistance and mobility in tin perovskite semiconductors
University of Cambridge（剑桥大学）；National Institute of Science Education and Research（国家科学教育与研究机构）
本文通过四点探针测量揭示了锡基钙钛矿半导体中接触电阻对迁移率测量的影响，指出两探针方法易高估迁移率，建议采用四点探针和更大L/W比器件以提高准确性。
2024-12-09 physics.app-ph
Reducing the metal-graphene contact resistance through laser-induced defects
本研究提出一种可规模化的激光辐照方法，通过在镍接触石墨烯器件的接触区诱导缺陷来降低比接触电阻，20mW激光可将R_C从900Ω·μm降至250Ω·μm，为石墨烯及二维材料的接触电阻优化提供了可行方案。
2024-02-11 physics.app-ph
Realization of Ohmic-contact and velocity saturation in organic field-effect transistors by crystallized monolayer
接触电阻限制了OFFERT的缩小和工作范围。采用单层（1 L）有机晶体和非破坏性的金属/半导体界面，实现了12.5cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1）的本征迁移率和40 ohm-cm的欧姆接触电阻。即使在-0.1 mV的小VDS下，开/关比也保持在10^3。用1 L晶体作为有源层，实现了4.2 μ A/μ m的高电流密度。在如此高的电流密度下，首次观察到了OFFERS的速度饱和和沟道自热效应。除了低接触电阻和高分辨率光刻之外，我们认为高迁移率OFFET的热管理将是实现高速密集集成柔性电子的下一个主要挑战。
2019-08-02 physics.app-ph
Noncured Graphene Thermal Interface Materials: Minimizing the Thermal Contact Resistance
我们报告的非固化石墨烯热界面材料的接触热阻的实验研究，其表面特征在于不同程度的粗糙度。据发现，热接触电阻取决于石墨烯负载非单调，达到其最小值的负载分数的~15重量%。将表面粗糙度增加约1微米导致该石墨烯负载的热接触电阻增加约x2倍。所获得的热导率，热接触电阻，和总热阻的热界面材料层上的石墨烯负载和表面粗糙度的依赖性表明，需要优化的特定材料的负载分数和粗糙度的连接表面。我们的研究结果对于开发用于高功率密度电子设备热管理的石墨烯技术具有重要意义。
2021-06-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Contact resistance extraction of graphene FET technologies based on individual device characterization
简单的接触电阻提取方法的基础上的电气设备的特性进行了描述，并在这里应用于石墨烯场效应晶体管从不同的技术。该方法是一个受过教育的适应提取程序最初开发的传统晶体管，通过利用漂移扩散的石墨烯器件在一定的偏置条件下的运输。与石墨烯晶体管接触电阻提取的其他可用方法相比，这里使用的实用方法不需要制造专用测试结构或内部器件现象表征。的方法进行评估与基于模拟的数据和应用到制造的设备。所提取的值接近于用其他更复杂的方法获得的值。偏置相关的接触和沟道电阻的研究，偏置相关的高频性能的研究和接触工程研究的增强和评估所提取的接触电阻值。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Dependable contact related parameter extraction in graphene-metal junctions
石墨烯-金属接触电阻（R $_{C}$）的准确提取和可靠、可重复的降低仍然是石墨烯技术中的未决问题。在这里，我们证明了使用传输长度方法（TLM）提取R $_{C}$时遵循明确协议的重要性。我们使用具有镍触点的背栅石墨烯TLM结构的示例，镍触点是互补金属氧化物半导体兼容金属。R $_{C}$的准确提取显着的影响，一般可观察到的狄拉克电压的变化，在环境条件下增加通道长度。R $_{C}$通常是石墨烯中载流子密度的函数。因此，费米能级的位置和栅极电压影响R $_{C}$的提取。另一方面，由于狄拉克电压的最小扩展，在高真空中的测量导致作为栅极电压的函数的R $_{C}$的可靠提取。我们进一步评估了重要参数的准确测量和提取，如接触端电阻、转移长度、金属接触下石墨烯的薄层电阻和作为背栅电压函数的特定接触电阻率。所提出的方法也被应用到与金和铜接触的设备，具有类似的结论。
2020-08-07 physics.app-ph
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
A Two Dimensional Tunneling Resistance Transmission Line Model for Nanoscale Parallel Electrical Contacts
接触电阻和电流拥挤对于纳米级电接触是重要的。在本文中，我们提出了一个自洽的模型来描述部分重叠的平行接触，沿接触长度变化的接触电阻率。对于由薄绝缘间隙分隔的接触元件之间形成的平行隧穿接触，我们研究了势垒高度和隧穿电流沿接触长度的局部电压依赖性变化，通过求解集总电路传输线模型（TLM）方程耦合隧穿电流自洽。的电流和电压分布沿平行隧穿接触和他们的整体接触电阻进行了详细分析，对于各种输入电压，电接触尺寸，和材料特性（即功函数，薄层电阻的接触构件，和绝缘层的介电常数）。研究发现，当隧穿层厚度变小或外加电压变大时，现有的一维隧穿结模型变得不可靠。在这些制度中，所提出的自洽模型可以提供一个更准确的评估的平行隧道接触。这项工作提供了设计的见解，和潜在的工程，纳米级的电接触与控制电流分布和接触电阻，通过工程空间变化的接触层的属性和几何形状。
2019-12-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
A simple strategy to measure the contact resistance between metals and doped organic films
从电极向掺杂有机膜中的电荷注入是在大多数现有技术的有机半导体器件中使用的广泛技术。虽然这种界面通常被认为是通过强能带弯曲形成欧姆接触，但直接测量接触电阻的实验尚未得到证实。在这项研究中，我们使用一个简单的金属/掺杂的有机半导体/金属堆叠，并研究其电压依赖性的电阻。传输层厚度的变化证明，所提出的实验获得直接访问的设备的接触电阻。我们可以量化，对于10 mA/cm 2的工作电流密度，所研究的材料系统在金属/有机界面上表现出约200 mV的电压降，当采用额外的注入层时，该电压降可以降低一个以上的数量级。所提出的实验提出了一种简单的策略来测量任何金属和掺杂的有机膜之间的接触电阻，而不应用数值工具或复杂的技术。此外，简单的器件架构允许有机层内的非常高的、均匀的和可调谐的电场，这使得能够清楚地研究Poole-Frenkel效应。
2022-04-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Pinpointing the Dominant Component of Contact Resistance to Atomically Thin Semiconductors
本研究揭示了经典接触电阻模型在描述2D材料接触时的不足，提出增加横向伪结电阻分量（Rjun）进行修正，并实验证明Rjun是未掺杂2D器件接触电阻的主导分量。
2021-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Improving Electric Contacts to Two-Dimensional Semiconductors
二维（2D）半导体（例如单层MoS_{2}）的电接触电阻是缩小2D场效应晶体管（FET）的关键瓶颈。与三维金属接触的2D半导体产生独特的电流拥挤，导致接触电阻增加。我们开发了一个模型，以分离的电流拥挤的贡献从本征接触电阻率。我们发现，可以通过掺杂和接触图案化来缓解电流拥挤。使用Landauer-Büttiker形式主义，我们表明，范德华力（vdW）间隙在接口将最终限制接触电阻。我们比较我们的模型与掺杂和未掺杂的MoS_{2} FET的实验数据。即使使用> 2x 10 ^{13} cm^{-2}的重电荷转移掺杂，我们也表明最先进的接触电阻比弹道极限大100倍。我们的研究强调需要开发有效的接口，以实现< 10 Ω.μm的接触电阻，这将是极端缩放设备的理想选择。
2021-05-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Mobility and Threshold Voltage Extraction in Transistors with Gate-Voltage-Dependent Contact Resistance
针对接触电阻受栅压调制导致迁移率提取严重偏差的问题，本文改进TLM方法，无需高栅源偏压即可在强接触栅控晶体管中实现误差低于10%的准确提取。
2025-02-20 cond-mat.other physics.app-ph
Contact resistance and interfacial engineering: Advances in high-performance 2D-TMD based devices
Shanghai University（上海大学）；Monash University（蒙纳士大学）；RMIT University（皇家墨尔本理工大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Queensland University of Technology（昆士兰科技大学）
本文综述了二维过渡金属二硫化物基器件中接触电阻问题的机制及解决方法，探讨了界面工程与新型接触技术对提升器件性能的影响。
2026-01-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Low resistive edge contacts to CVD-grown graphene using a CMOS compatible metal
利用石墨烯的优异的固有电子性质用于器件应用受到金属和石墨烯之间的大接触电阻的阻碍。形成边缘接触而不是顶部接触是实现低欧姆接触的最有前途的解决方案之一。在本文中，大面积CVD生长的单层石墨烯的边缘接触的制造和表征的光学光刻使用CMOS兼容的金属，即镍和铝的报告。通过传输线法（TLM）提取的接触电阻以及直接测量使用开尔文探针力显微镜证明了一个非常低的宽度比接触电阻。
2017-06-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Graphene Heterostructure-Based Non-Volatile Memory Devices with Top Floating Gate Programming
本文提出一种基于双栅石墨烯场效应晶体管的非易失性存储平台，利用顶部浮栅实现高效可逆编程，具有宽存储窗口、超9800次循环耐久性及按需擦除功能，适用于二维闪存和低温电子学。
2025-07-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Mitigating the contact resistance limitation of cavitated fine line Ag paste by Laser-Enhanced Contact Optimization
University of North Carolina at Charlotte（北卡罗来纳大学夏洛特分校）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；ACI Materials Inc.（ACI材料有限公司）
研究通过激光增强接触优化改善气泡银浆在PERC太阳能电池中的接触性能，发现优化后在720-740°C时填充因子显著提升，证明了该方法在保持细线优势的同时提升电气性能的有效性。
2026-04-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Statistical Analysis of Contacts to Synthetic Monolayer MoS2
二维（2D）半导体是用于缩放晶体管的有希望的候选者，因为它们在单层极限下不受迁移率退化的影响。然而，诸如MoS 2的2D半导体的亚10 nm缩放受到接触电阻的限制。在这项工作中，我们第一次展示了一个统计研究金接触化学气相沉积单层二硫化钼使用传输线模型（TLM）结构，电介质封装前后。我们报告的接触电阻值低至330 ohm-um，这是迄今为止报告的最低值。我们进一步研究了Al 2 O3封装对接触电阻和其他器件指标变化的影响。最后，我们注意到在背栅配置的短沟道器件的TLM模型中的一些偏差，并讨论可能的修改，以提高模型的准确性。
2022-02-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Constriction and contact impedance of ceramic solid electrolytes
本研究针对固态电池界面降解问题，系统探究电极/Li₆PS₅Cl界面接触面积对阻抗的影响，发现界面电阻与可恢复接触面积、压力呈幂律关系，为优化界面设计提供依据。
2025-01-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhanced Non-Ohmic Drain Resistance of 2DFETs at Cryogenic Temperature
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
本研究发现2DFETs在低温下漏电流从欧姆转为非欧姆行为，源于金属-半导体接触处的不对称电流减小，揭示了低温接触物理机制及金属选择的重要性。
2025-02-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Barrier Electrostatics and Contact Engineering for Ultra-Wide Bandgap AlGaN HFETs
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
通过双掺杂屏障架构优化，超宽禁带AlGaN HFETs实现了高击穿场、低接触电阻和高截止频率，为高功率射频应用提供了新的解决方案。
2025-09-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Compositionally graded contact layers for MOCVD grown high Al-content AlGaN transistors
在这封信中，我们设计并展示了一种改进的MOCVD生长的反向铝成分渐变接触层，以实现低电阻接触MOCVD生长的超宽带隙（UWBG）Al 0. 70 Ga 0. 30 N沟道金属半导体场效应晶体管（MESFER）。发现增加反向渐变层的厚度显著改善接触层电阻，导致3.3x10^-5 Ohm.cm2的接触电阻。具有0.6微米的栅极长度LG和1.5微米的源极-漏极间距LSD的器件在施加+2V的栅极电压VGS的情况下显示出635 mA/mm的最大电流密度IDSMAX。对具有770 nm的栅极-漏极间距LGD的晶体管的击穿测量具有大于220的击穿电压，对应于2.86 MV/cm的最小击穿场。这项工作提供了一个低电阻接触MOCVD生长的高Al含量的AlxGa 1-xN沟道晶体管的设计框架。
2019-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
