Araştırmacılar, yeni 2D metal kullanarak yarı iletkenlerin performansını artırıyor

İki boyutlu geçiş metali dikalkojenitler (2D TMD’ler), bilhassa MoS₂, yeni nesil 2D malzemelerin ön saflarında yer almıştır ve bunların elektronik aygıt uygulamaları için makul performansla büyük ölçekte üretilmesi için endüstriyel düzeyde çaba sarf edilmektedir. Çoğu zaman teşhir uygulamaları için 2 santimetre’lik şarj taşıyıcı hareketliliği²/Vs yeterlidir.

Mekanik olarak pul pul dökülmüş olmasına karşın MoS₂ bundan oldukca daha yüksek hareketliliğe haiz olduğu iyi bilinir, geniş alanlı üretimi zor olsa gerek. Ek olarak Au, Ti, Ni benzer biçimde standart 3D metaller yerine yeni nesil 2D metaller ile temas ettirilirse 2D TMD cihazlarının performansının iyi mi olacağı belirsizdir.

Bundan dolayı, Hollanda’daki Eindhoven Teknoloji Üniversitesi’ndeki (Salı) ve Hindistan’daki SRM Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’ndeki (SRMIST) araştırmacılar kısa sürede Nano Ölçekli Gelişmeler 2D metal TiS’nin geniş alan büyümesi üstüne_X 2D yarı iletken MoS’nin üstünde₂ plazma ile güçlendirilmiş atomik katman büyümesi (PEALD) tekniği ile.

Bu tür malzemeler içinde atomik olarak temiz bir arayüz elde etmek için gelişme koşullarını optimize etmek oldukca zor olsa gerek. Araştırmacılar, MoS’nin transistör performansının₂ 2D metal TiS ile temas ettiğinde neredeyse iki kat daha iyi_X Ti ve Au 3D metallerle karşılaştırıldığında. Eğilim, transistörün liyakat rakamlarının çoğunda gözlemlendi. Bu prosedür gelecekte bu tür birçok araç-gereç için kullanılabilir.

Çeşitli sıcaklıklarda yük taşıma emek vermesi, meta-yarı iletken bağlantı bariyer yüksekliğindeki değişimleri ve bunun temas direnci üstündeki tesirini ortaya çıkardı. Bu yeni sistemi idrak etmek için araştırmacılar, yük taşıyıcıların atomik katmanlardaki dağılımını görselleştirmek için TCAD aygıt simülasyonu gerçekleştirdiler. TiS varlığında fark edilir_XMoS’nin içsel yük taşıyıcı yoğunluğu₂ artar, bu da performansın artmasına neden olur.

Bu sonuçlar, 2D ve 3D aygıt entegrasyonundaki metalik temasların incelmesine ve aygıt yoğunluğunun artmasına olanak elde edecektir. Bu örnek araştırma, gelecekteki kuantum cihazlarında ve 2B metal yarı iletkenlerin arayüzü süresince yeni yük taşıma denklemlerinin belirlenmesinde mühim bir rol oynayacaktır.