Dichalcogénures de métaux de transition bidimensionnels (TMD 2D), en particulier MoS2 , sont à l'avant-garde des matériaux 2D de nouvelle génération, et des efforts industriels sont déployés pour les produire à grande échelle avec des performances raisonnables pour les applications d'appareils électroniques. Habituellement, pour les applications d'affichage, mobilité des porteurs de charge de 2 cm 2 /V.s est suffisant.
Bien que MoS2 exfolié mécaniquement est connu pour avoir une mobilité beaucoup plus élevée que cela, sa production sur de grandes surfaces est un défi. De plus, on ne sait pas exactement quelles seront les performances des dispositifs TMD 2D s'ils sont contactés par des métaux 2D de nouvelle génération au lieu de métaux 3D standard tels que Au, Ti, Ni, etc.
C'est pourquoi des chercheurs de l'Université de technologie d'Eindhoven (mardi), aux Pays-Bas, et du SRM Institute of Science and Technology (SRMIST), en Inde, ont récemment publié un rapport dans Nanoscale Advances. sur la croissance sur de grandes surfaces du métal 2D TiSx au-dessus du semi-conducteur 2D MoS2 par la technique de croissance de couche atomique assistée par plasma (PEALD).
Il est très difficile d'optimiser les conditions de croissance pour obtenir une interface atomiquement propre entre de tels matériaux. Les chercheurs ont découvert que les performances du transistor MoS2 est presque deux fois meilleur au contact du métal 2D TiSx par rapport aux métaux Ti et Au 3D. Cette tendance a été observée dans la plupart des valeurs de mérite du transistor. Cette procédure pourra être utilisée pour de nombreux matériaux de ce type à l'avenir.
L'étude du transport de charges à différentes températures a révélé des variations dans la hauteur de la barrière de jonction des méta-semi-conducteurs et son impact sur la résistance de contact. Pour comprendre ce nouveau système, les chercheurs ont effectué une simulation de dispositif TCAD pour visualiser la répartition des porteurs de charge dans les couches atomiques. On remarque qu'en présence de TiSx , la densité intrinsèque des porteurs de charge de MoS2 augmente, ce qui conduit à une amélioration des performances.
Ces résultats permettront d’affiner les contacts métalliques dans l’intégration de dispositifs 2D et 3D, augmentant ainsi la densité des dispositifs. Cette recherche exemplaire jouera un rôle important dans les futurs dispositifs quantiques et dans l'identification de nouvelles équations de transport de charge à travers l'interface des métaux-semi-conducteurs 2D.
Plus d'informations : Reyhaneh Mahlouji et al, contacts métalliques TiSx bidimensionnels développés par ALD pour les transistors à effet de champ MoS2, Nanoscale Advances (2023). DOI :10.1039/D3NA00387F
Fourni par l'Institut des sciences et technologies SRM
