Ein skalierbarer Ansatz für MoS2-Feldeffekttransistoren mit niedrigem Kontaktwiderstand
Forscherinnen und Forscher der AMO GmbH und des Lehrstuhls für Elektronische Bauelemente der RWTH Aachen haben einen skalierbaren Ansatz zur Realisierung von Feldeffekttransistoren auf der Basis von zweidimensionalem Molybdändisulfid (MoS2) mit niedrigem Kontaktwiderstand (ca. 9 kΩ-µm) und hohem Ein-/Ausschaltverhältnis von 108 experimentell demonstriert.
Schematische Darstellung des Bauelements. LSLG beschreibt die Länge der einlagiges Graphen (single layer graphene, SLG)/MoS2-Heterostruktur, und Lch definiert den Kanal des Transistors
Der Ansatz basiert auf lateralen Heterostrukturen aus MoS2 und einlagigem Graphen – beide mit skalierbaren Methoden gezüchtet – und nutzt eindimensionale Kantenkontakte zwischen Graphen und metallischen Nickelkontakten.
Theoretische Simulationen, die an den Experimenten kalibriert wurden, zeigen außerdem, dass der Ansatz erfolgreich in den Nanometerbereich skaliert werden kann und dass eine signifikante Leistungssteigerung durch Schichtoptimierungen, z.B. durch direkte Wachstumsprozesse oder saubere Transferprozesse, erreicht werden kann, um die Grenzflächen der Heterostrukturen zu verbessern.
Diese Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit den Gruppen Gianluca Fiori und Francesco Iannacone von der Universität Pisa, der Gruppe von Andras Kis von der EPFL, Enrique González Marín von der Universität Granada und Daniel Neumaier von der Universität Wuppertal. Die Ergebnisse wurden Open Access in der Zeitschrift npj 2D Materials and Applications veröffentlicht.
Die Forschungsarbeiten wurden von der Europäischen Union im Rahmen der Projekte QUEFORMAL und Graphene Flagship, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Projekte MOSTFLEX, ULTIMOS2 und INST 221/96-1 sowie vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Projekte NeuroTec II und des Clusters NeuroSys gefördert.
Bibliographische Angaben
CVD graphene contacts for lateral heterostructure MoS2 field effect transistors
Daniel S. Schneider, Leonardo Lucchesi, Eros Reato, Zhenyu Wang, Agata Piacentini, Jens Bolten, Damiano Marian, Enrique G. Marin, Aleksandra Radenovic, Zhenxing Wang, Gianluca Fiori, Andras Kis, Giuseppe Iannaccone, Daniel Neumaier & Max C. Lemme
npj 2D Materials and Applications volume 8, Article number: 35 (2024)
DOI: https://doi.org/10.1038/s41699-024-00471-y
