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室温下过渡金属二硫族化物场效应晶体管中的渗流开关

介观与纳米尺度物理 2016-03-23 v2

摘要

我们探讨了过渡金属二硫族化物(TMDC)场效应晶体管(FET)在开关或通断转变中的微观输运机制,这一直是 TMDC 电子学中存在争议的话题,尤其是在室温下。通过在绝缘 SiO2 衬底上的超薄 WSe2 和 MoS2 FET 中同时测量沟道电导率及其缓慢的时间相关涨落(或噪声),其中噪声源于 McWhorter 型载流子数涨落,我们确定常规背栅 TMDC FET 中的开关是不均匀载流子密度分布介质中的经典渗流转变。从实验观测到的噪声幅度随电导率标度的指数中,我们观察到了随机电阻网络中渗流的明确特征,特别是在接近开关的 WSe2 FET 中,该渗流在更高掺杂水平下转变为连续渗流。我们展示了一种强有力的实验探针,用于研究 TMDC FET 中近阈值电输运的微观本质,且不受材料细节、器件几何结构或载流子迁移率的影响,该方法也可扩展到其他类别的二维材料器件。

关键词

引用

@article{arxiv.1509.04908,
  title  = {Percolative switching in transition metal dichalcogenide field-effect transistors at room temperature},
  author = {Tathagata Paul and Subhamoy Ghatak and Arindam Ghosh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1509.04908},
  year   = {2016}
}