聚对二甲苯 -C 衬底上 MoSe2 场效应晶体管的迁移率改善与温度依赖性

我们报道了 MoSe2 晶体的低温扫描隧道显微镜表征，以及在 SiO2 和聚对二甲苯 -C (parylene-C) 衬底上 MoSe2 场效应晶体管的制备与电学表征。我们发现，聚对二甲苯 -C 上的多层 MoSe2 器件在室温下的迁移率接近块体 MoSe2 的迁移率（100 cm²V⁻¹s⁻¹ - 160 cm²V⁻¹s⁻¹），显著高于 SiO2 衬底上的迁移率（~50 cm²V⁻¹s⁻¹）。两种衬底上的室温迁移率几乎与厚度无关。我们的变温输运测量揭示了一个特征电导为 e²/h 的金属 - 绝缘体转变。从金属区域提取的 SiO2 和聚对二甲苯 -C 上 MoSe2 器件的迁移率随温度降低至~100 K 而增加至~500 cm²V⁻¹s⁻¹，其中 SiO2 上 MoSe2 的迁移率增长更为迅速。尽管如强烈依赖样品的低温迁移率所示带电杂质存在显著变化，但所有 SiO2 上 MoSe2 器件的迁移率在高于 200 K 时趋于一致，表明这些器件在高温（> 200 K）下的迁移率几乎不受带电杂质影响。我们对 SiO2 和聚对二甲苯 -C 衬底的原子力显微镜研究进一步排除了表面粗糙度散射作为衬底依赖迁移率主要原因的可能性。我们将观察到的 MoSe2 迁移率的衬底依赖性主要归因于源自 SiO2 衬底的表面极性光学声子散射，而这种散射在聚对二甲苯 -C 衬底上的 MoSe2 器件中几乎不存在。