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保持形貌的微波等离子体刻蚀:用于 MoS2 及其他范德华材料自上而下的层状工程

介观与纳米尺度物理 2017-02-02 v1

摘要

一种可扩展且与当前半导体技术兼容的范德华(vW)材料通用层状工程策略,对于实现全二维逻辑电路并突破硅的缩放极限至关重要。在这封信中,我们展示了一种针对 MoS2 及其他 vW 材料的、可扩展且高度可控的基于微波等离子体的层状工程策略。使用该技术,我们从任意厚度和面积开始,逐层刻蚀 MoS2 薄片,直至达到单层或少数层极限。通过拉曼光谱、原子力显微镜、光致发光光谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜,我们确认材料的结构和形貌特性未受损害。该工艺保留了刻蚀前的层状形貌,并产生了平滑且类似原始的表面。我们利用场效应晶体管结构探索了其电学特性,发现样品的迁移率值与原始样品的相当。该层的去除不涉及任何反应性气体或化学反应,而是依赖于打破弱的层间 vW 相互作用,这使其成为适用于广泛层状材料和异质结构的通用技术。我们通过将该技术扩展到其他体系(如石墨烯、h-BN 和 WSe2)来证明其广泛的适用性。此外,将微波等离子体与标准光刻技术相结合,我们展示了一种用于器件制造的横向图案化方案。

关键词

引用

@article{arxiv.1612.04125,
  title  = {Topography preserved microwave plasma etching for top-down layer engineering in MoS2 and other van der Waals materials},
  author = {Abin Varghese and Chithra H. Sharma and and Madhu Thalakulam},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1612.04125},
  year   = {2017}
}

备注

12 pages, 4 Figures