通过表面处理调控MoS2场效应晶体管的阈值电压
介观与纳米尺度物理
2015-06-17 v1 材料科学
摘要
控制场效应晶体管的阈值电压(Vth)对于实现稳健的逻辑电路十分重要。在此，我们报道了一种实现二硫化钼(MoS2)场效应晶体管Vth双向调控的简便方法。通过增加和减少MoS2表面的硫空位数量，MoS2晶体管的Vth可分别左移和右移。研究发现，制备于完美MoS2薄片上的晶体管呈现出迁移率两倍增强和非常正的Vth。更重要的是，我们精巧的氢处理能够在不造成任何性能退化的前提下，仅通过略微降低S:Mo原子比，就将大的Vth调至小值；换言之，在MoS2表面产生一定数量的硫空位，这些空位在MoS2带隙中生成缺陷态，从而介导MoS2晶体管在亚阈值区的导电。第一性原理计算进一步表明，缺陷带的边缘和宽度可根据空位密度进行调控。该工作不仅首次展示了调控MoS2晶体管Vth的简便性，而且提供了一种对于MoS2作为主流电子材料进一步发展至关重要的工艺技术解决方案。
引用
@article{arxiv.1506.04985,
title = {Tuning the Threshold Voltage of MoS2 Field-Effect Transistors via Surface Treatment},
author = {Wei Sun Leong and Yida Li and Xin Luo and Chang Tai Nai and Su Ying Quek and John T. L. Thong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.04985},
year = {2015}
}