Nous décrivons les approches pour la fabrication de dispositifs et la caractérisation électrique de nanostructures semi-conductrices de couches de diséléniure de molybdène (MoSe2) de différentes épaisseurs. De plus, la fabrication de contacts ohmiques pour les nanocristaux MoSeà 2 couches par la méthode de dépôt par faisceau d’ions focalisés utilisant du platine (Pt) comme métal de contact est décrite.
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Article de méthode
Contact ohmique fabrication utilisant une technique Focused Ion Beam-et caractérisation électrique pour la couche semi-conducteurs Nanostructures
Dans cet article
Résumé
Résumé
Semi-conducteurs de la couche (2D) avec des structures à deux dimensions facilement transformés présentent des transitions de bande interdite indirectes à directes et des performances supérieures à transistor, qui suggèrent une nouvelle direction pour le développement de la prochaine génération ultramince et dispositifs photoniques et électroniques flexibles. Amélioration de la luminescence rendement quantique a été largement observée dans ces cristaux 2D atomiquement minces. Cependant, les effets de la dimension au-delà des épaisseurs de confinement quantique ou même à l'échelle du micromètre ne sont pas attendus et ont été rarement observée. Dans cette étude, le diséléniure de molybdène (MoSe 2) une couche de cristaux avec une plage d'épaisseur de 6-2,700 nm ont été fabriqués comme deux ou quatre dispositifs terminaux. Formation d'un contact ohmique avec succès a été obtenu par le procédé de dépôt-faisceau focalisé d'ions (FIB) utilisant le platine (Pt) à titre de métal de contact. Cristaux de couches avec différentes épaisseurs ont été préparés par l'exfoliation mécanique simple en utilisant du ruban de découpage. Courant-tension courbe DE MESUREts ont été effectuées pour déterminer la valeur de conductivité de la couche de nanocristaux. En outre, la microscopie électronique en transmission à haute résolution, la diffractométrie aux électrons région sélectionnée, et la spectroscopie aux rayons X à dispersion d'énergie ont été utilisés pour caractériser l'interface de contact métal-semiconducteur des dispositifs de MoSe 2 FIB-fabriqué. Après avoir appliqué les approches, la conductivité électrique substantielle épaisseur dépendant dans une large gamme d'épaisseurs pour la couche-semi-conducteur MoSe 2 a été observée. La conductivité a augmenté de plus de deux ordres de grandeur de 4,6 à 1500 Ω - cm - 1 1, avec une diminution de l'épaisseur de 2,700 à 6 nm. En outre, la conductivité dépend de la température indique que les MOSE minces multicouches 2 présentaient considérablement faible comportement semi-conducteur avec des énergies d'activation de 3,5 à 8,5 meV, qui sont beaucoup plus petits que ceux (36 à 38 meV) de la masse. Probable des propriétés de transport de surface dominante et la présence d'une concentration élevée d'électrons de surface dans MoSe 2 sont proposées. Des résultats similaires peuvent être obtenus pour d'autres matériaux semi-conducteurs couche tels que MoS 2 et WS 2.
Introduction
Dichalcogénures de métaux de transition (TMD), tels que MoS2, MoSe 2, WS 2, et WSe 2, ont une à deux dimensions (2D) structure de la couche intéressant et propriétés semi-conductrices 1-3. Les scientifiques ont récemment découvert que la structure monocouche de MoS 2 présente une efficacité d'émission de lumière sensiblement améliorée en raison de l'effet de confinement quantique. La conclusion de la nouvelle matériau semi-conducteur directe bande interdite a attiré une attention considérable 4-7. En outre, la structure de la couche facilement dépouillé de DMT est une excellente plat....
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Protocole
1. caractérisation structurale des MoSe 2 Cristaux de calque (voir l'étape 1 de la figure 1)
- Procédure de mesure XRD
- Monter une couche de cristal MoSe 2 (avec la gamme de taille de 5 x 5 x 0,1 à 10 x 10 x 0,5 mm 3) ou la poudre de cristal (qui a été mélangé avec de la poudre de quartz et de liant et a été étalé sur la lame de verre) sur le support.
- Appuyez sur le support par une lame de verre pour assurer couche de cristal surface parallèle à la surface du support.
- Chargez le porte-échantillon dans le diffractomètre.
- Fermez les portes de diffractomètre.
- Calibrer ligne de ....
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Résultats
Les valeurs déterminées de la conductance électrique (G) et de conductivité (σ) des nanomatériaux de couches d'épaisseurs différentes sont fortement tributaires de la qualité des contacts électriques. Les contacts ohmiques de la MoSe à deux bornes déposition FIB-2-produits sont caractérisés par des dispositifs de mesure de la tension de courant (I - V) courbe. Les I température ambiante - courbes de V pour les deux terminaux MoSe 2 .......
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Discussion
La détermination précise de la valeur de σ et sa dépendance à la dimension dans les nanocristaux de couche est très dépendante de la qualité des contacts électriques. Le procédé de dépôt de FIB utilisé pour le dépôt d'électrode métallique joué un rôle crucial pendant toute l'étude. Selon électrique, les analyses de structure et la composition, la fabrication de contacts ohmiques stables et hautement reproductibles, en utilisant le procédé de dépôt par FIB, dans les dispositifs MoSe 2.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Remerciements
RSC remercie le Conseil national des sciences (NSC) de Taïwan pour son soutien dans le cadre du projet NSC 102-2112-M-011-001-MY3. YSH remercie le NSC de Taïwan pour son soutien dans le cadre du projet NSC 100-2112-M-011-001-MY3.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| HRTEM& SEAD | FEI (http://www.fei.com/products/tem/tecnai-g2/?ind=MS) | Tecnai&trade ; G2 F-20 | |
| SEM& EDS | HITACHI (http://www.hitachi-hitec.com/global/em/sem/sem_index.html) | S-3000H | |
| FIB | FEI (http://www.fei.com/products/dualbeam/versa-3d/) | Quanta 3D FEG | |
| AFM | BRUKER (http://www.bruker.com/products/surface-analysis/atomic-force-microscopy/dimension-icon/overview.html) | Dimension Icon | |
| XRD | Bruker (https://www.bruker.com/products/x-ray-diffraction-and-elemental-analysis/x-ray-diffraction/d2-phaser/learn-more.html) | D2 PHASER Diffractomètre | |
| Raman | Renishaw (http://www.renishaw.com/en/renishaw-enhancing-efficiency-in-manufacturing-and-healthcare--1030) | inVia Système | |
| Keithley-4200 | keithley ( http://www.keithley.com.tw/products/dcac/currentvoltage/4200scs) | 4200scs | |
| station de sonde cryogénique à fuite de courant ultra-faible | Lakeshore Cryotronics (http://www.lakeshore.com/) | TTP4 | |
| bande de feuille de cuivre | 3M (http://solutions.3m.com/wps/portal/3M/en_US/Electronics_NA/Electronics/Products/Product_Catalog/~/3M-Copper-Foil-Shielding-Tape-1182?N=4294300025+5153906&&Nr=AND%28hrcy_id%3A8CQ27CX0WMgs_F2LMWMM6M6_N2RL3FHWVK_GPD0K8BC31gv%29&rt=d) | 1182 | |
| Pâte agricole | Bien-être (http://www.gredmann.com/about.htm) | MS-5000 | |
| Cu fil | Guv Team (http://www.guvteam.com) | ICUD0D01N | |
| ruban à découper | Nexteck (http://www.nexteck-corp.com/tw/product-tape.html) | contacter le vendeur | |
| mica | Centenary Electronic (http://100y.diytrade.com/sdp/307600/4/pl-1175840/0.html) | T0-200 | |
| fil émaillé | Light-Tech Electronics (http://www.ltc.com.tw/product_info.php/products_id/57631) | S.W.G #38 |
Références
- Wilson, J. A., Yoffe, A. D. The transition metal dichalcogenides discussion and interpretation of the observed optical, electrical and structural properties. Adv. Phys. 18 (73), 193-335 (1969).
- Ataca, C., Sahin, H., Ciraci, S.
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Réimpressions et autorisations
