Dichalcogenuri bidimensionali di metalli di transizione (TMD 2D), in particolare MoS2 , sono all'avanguardia nei materiali 2D di nuova generazione e si stanno compiendo sforzi a livello industriale per produrli su larga scala con prestazioni ragionevoli per le applicazioni dei dispositivi elettronici. Di solito, per le applicazioni di visualizzazione, la mobilità del portatore è di 2 cm 2 /V.s è sufficiente.
Sebbene esfoliato meccanicamente MoS2 è noto per avere una mobilità molto più elevata di questa, la sua produzione su vasta area è impegnativa. Inoltre, non è chiaro come saranno le prestazioni dei dispositivi TMD 2D se vengono contattati da metalli 2D di nuova generazione invece che da metalli 3D standard come Au, Ti, Ni, ecc.
Pertanto, i ricercatori dell'Università della Tecnologia di Eindhoven (Tue), Paesi Bassi e dell'SRM Institute of Science and Technology (SRMIST), India, hanno recentemente riferito in Nanoscale Advances sulla crescita su vasta area del TiSx metallico 2D sopra il semiconduttore 2D MoS2 mediante la tecnica PEALD (crescita dello strato atomico potenziata dal plasma).
È molto impegnativo ottimizzare le condizioni di crescita per ottenere un'interfaccia atomicamente pulita tra tali materiali. I ricercatori hanno scoperto che le prestazioni dei transistor di MoS2 è quasi due volte migliore se messo a contatto con il metallo 2D TiSx rispetto ai metalli Ti e Au 3D. La tendenza è stata osservata nella maggior parte delle cifre di merito del transistor. Questa procedura potrà essere utilizzata per molti di questi materiali in futuro.
Lo studio sul trasporto di carica a varie temperature ha rivelato variazioni nell'altezza della barriera di giunzione del meta-semiconduttore e il suo impatto sulla resistenza di contatto. Per comprendere questo nuovo sistema, i ricercatori hanno eseguito la simulazione del dispositivo TCAD per visualizzare la distribuzione dei portatori di carica negli strati atomici. Si nota che in presenza di TiSx , la densità intrinseca dei portatori di carica di MoS2 aumenta, il che porta a prestazioni migliori.
Questi risultati consentiranno di ridurre i contatti metallici nell'integrazione dei dispositivi 2D e 3D, aumentando la densità dei dispositivi. Questa ricerca esemplare svolgerà un ruolo importante nei futuri dispositivi quantistici e nell'identificazione di nuove equazioni di trasporto di carica attraverso l'interfaccia dei semiconduttori metallici 2D.
Ulteriori informazioni: Reyhaneh Mahlouji et al, contatti metallici TiSx bidimensionali sviluppati da ALD per transistor a effetto di campo MoS2, Progressi su scala nanometrica (2023). DOI:10.1039/D3NA00387F
Fornito dall'SRM Institute of Science and Technology
