Dichalcogenetos bidimensionais de metais de transição (TMDs 2D), especialmente MoS₂ , estão na vanguarda dos materiais 2D de nova geração, e estão sendo feitos esforços em nível industrial para produzi-los em larga escala com desempenho razoável para aplicações em dispositivos eletrônicos. Normalmente, para aplicações de exibição, carregue a mobilidade do portador de 2 cm ² /V.s é suficiente.



Embora MoS esfoliado mecanicamente₂ é bem conhecido por ter uma mobilidade muito maior do que esta, a sua produção em grandes áreas é um desafio. Além disso, não está claro como será o desempenho dos dispositivos TMD 2D se eles forem contatados por metais 2D de nova geração em vez de metais 3D padrão, como Au, Ti, Ni, etc.

Portanto, pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven (terça-feira), na Holanda, e do Instituto de Ciência e Tecnologia SRM (SRMIST), na Índia, relataram recentemente em Nanoscale Advances sobre o crescimento em grande área do metal 2D TiS_x em cima do semicondutor 2D MoS₂ pela técnica de crescimento da camada atômica aprimorada por plasma (PEALD).

É muito desafiador otimizar as condições de crescimento para obter uma interface atomicamente limpa entre tais materiais. Os pesquisadores descobriram que o desempenho do transistor de MoS₂ é quase duas vezes melhor quando em contato com o metal 2D TiS_x em comparação com metais Ti e Au 3D. A tendência foi observada na maioria das figuras de mérito do transistor. Este procedimento pode ser utilizado para muitos desses materiais no futuro.

O estudo do transporte de carga em diversas temperaturas revelou variações na altura da barreira da junção meta-semicondutora e seu impacto na resistência de contato. Para compreender este novo sistema, os pesquisadores realizaram simulação de dispositivos TCAD para visualizar a distribuição de portadores de carga em camadas atômicas. Percebe-se que na presença de TiS_x , a densidade da portadora de carga intrínseca de MoS₂ aumenta, o que leva a um melhor desempenho.

Esses resultados permitirão que os contatos metálicos na integração de dispositivos 2D e 3D sejam mais finos, aumentando a densidade do dispositivo. Esta pesquisa exemplar desempenhará um papel importante em futuros dispositivos quânticos e na identificação de novas equações de transporte de carga através da interface de semicondutores metálicos 2D.

Mais informações: Reyhaneh Mahlouji et al, contatos de metal TiSx bidimensionais desenvolvidos com ALD para transistores de efeito de campo MoS2, Nanoscale Advances (2023). DOI:10.1039/D3NA00387F
Fornecido pelo Instituto SRM de Ciência e Tecnologia