通过无氧制造实现二维电子学中的声子限制输运
材料科学
2024-09-16 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
摘要
未来电子学需要在保持器件性能的同时，对沟道材料厚度进行激进地缩减。二维（2D）半导体是有前景的候选材料，但尽管经过二十多年的研究，实验性能仍落后于理论预期。在此，我们开发了一种无氧方法，将二维场效应晶体管的电输运推向理论上的声子限制本征迁移率。我们在SiO2衬底上的单层（双层）MoS2晶体管上实现了91（132）cm²V⁻¹s⁻¹的创纪录载流子迁移率。来自60多个器件的统计数据证实，无氧制造将关键性能指标提升了一个数量级以上。虽然先前的研究表明MoS2和WS2等二维过渡金属二硫属化物在空气中是稳定的，但我们表明，短期环境暴露会通过不可逆的氧化学吸附降低其器件性能。这项研究强调了避免氧暴露的关键性，为二维材料的基础研究和实际应用的器件制造提供了指导。
引用
@article{arxiv.2409.08453,
title = {Toward Phonon-Limited Transport in Two-Dimensional Electronics by Oxygen-Free Fabrication},
author = {Subhrajit Mukherjee and Shuhua Wang and Dasari Venkatakrishnarao and Yaoju Tarn and Teymour Talha-Dean and Rainer Lee and Ivan A. Verzhbitskiy and Ding Huang and Abhishek Mishra and John Wellington John and Sarthak Das and Fabio Bussoloti and Thathsara D. Maddumapatabandi and Yee Wen Teh and Yee Sin Ang and Kuan Eng Johnson Goh and Chit Siong Lau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.08453},
year = {2024}
}