私たちは、異なる厚さを持つ二セレン化モリブデン(MoSe2)層半導体ナノ構造のデバイス製造と電気的特性評価のためのアプローチについて説明します。また、白金(Pt)をコンタクトメタルとして用いた集束イオンビーム蒸殿法によるMoSe2層ナノ結晶のオーミックコンタクトの作製についても述べる。
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
この記事について
サマリー
要約
容易に処理2次元（2D）の構造を有する層の半導体は、次世代の超薄型で柔軟な光・電子デバイスの開発のための新たな方向性を示唆して間接ツー直接バンドギャップ遷移と優れたトランジスタ性能を発揮します。強化された発光量子効率が大きく、これらの原子的に薄い二次元結晶で観察されています。しかし、量子閉じ込め厚さを超えて、さらにはマイクロメートルスケールでの寸法効果が期待されていないことはほとんど観察されていません。本研究では、モリブデン二セレン（モーゼ2）は、2または4の端末装置として製造されたナノメートル6-2,700の厚さの範囲を有する結晶をレイヤー。オーミックコンタクトの形成に成功コンタクト金属として白金（Pt）を用いた集束イオンビーム（FIB）蒸着法により達成されました。様々な厚さを有する層の結晶は、ダイシングテープを使用して、単純な機械的剥離により調製しました。電流 - 電圧曲線measuremenTSは、ナノ結晶層の導電率値を決定するために行きました。また、高分解能透過型電子顕微鏡は、選択された領域の電子回折およびエネルギー分散型X線分析は、FIB加工さモーゼ2デバイスの金属-半導体接触のインターフェースを特徴付けるために使用されました。アプローチを適用した後、モーゼ2 -layer半導体のための広い厚さ範囲の実質的な厚さに依存する導電率が観察されました。 2700から6 nmの厚さの減少に伴って、1 - 1センチ-導電率が1500に4.6大きさの2以上のご注文によりΩを増加させました。また、温度依存性の導電率は、バルクの（36-38 meVで）に比べてかなり小さい3.5-8.5 meVでの活性化エネルギーを有するかなり弱い半導体挙動を示した薄いモーゼ2多層ことを示しました。 ProbaBLE表面優性輸送特性とモーゼ2における高い表面電子濃度の存在が提案されています。同様の結果は、MoS 2、およびWS 2などの他の層の半導体材料を得ることができます。
概要
そのようなMoS 2、モーゼ2、WS 2、およびWSE 2などの遷移金属ジカルコゲニド（のTMD）は、興味のある二次元（2D）の層構造と半導体特性1-3を有しています 。科学者らは最近、MoS 2の単層構造であるため、量子閉じ込め効果を実質的に強化された発光効率を示すことを発見しました。新しい直接バンドギャップ半導体材料の発見は、かなりの注目を集めている4-7。また、のTMDの簡単取り除か層構造は、2D材料の基本的な性質を研究するための優れたプラットフォームです。バンドギャップのない金属グラフェンとは異なり、のTMDは本来の半導体特性を持っており、1-2 eVの1,3,8の範囲のバンドギャップを有しています。 TMD 9の三元化合物およびグラフェンとこれらの化合物の統合の可能性の2D構造は前例のないオップを提供超薄型で柔軟な電子デバイスを開発するortunity。
モーゼ2 18 1 -約50 cm 2のV - 1秒 、グラフェンとは異なり、2DのTMDの室温電子移動度の値は、中程度のレベルである（1〜200センチメートル2 V - - 1秒1のMoS 2
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
プロトコル
モーゼ2層の結晶の1構造解析（図1のステップ1を参照してください）
- XRD測定手順
- ホルダー上の（石英粉末とバインダーと混合し、スライドガラス上に塗抹された）または結晶粉末（5×5×0.1〜10×10×0.5 mmの3の大きさの範囲を有する）モーゼ2層の結晶を取り付けます。
- ホルダー表面に層の結晶表面に平行を確保するために、スライドガラスによってホルダーを押します。
- 回折計に試料ホルダーをロードします。
- 回折計のドアを閉めます。
- メーカーの指示に応じてビームラインを調整します。
- このような2スキャン範囲（10-80°）、増分（0.004°）、及び滞留時間（0.1秒）のような入力測定パラメータ。
- 回折計に接続されたコンピュータ上DIFFRAC.Measurementセンタープログラムを起動して、メーカーのプロトに従ってデータや名称データファイルを保存COL。
- ソフトウェアを使用して、回折ピークの位置を識別することによってXRDパターンを分析し、その後モーゼ2層の結晶32,33のシングル面外方位単結晶の品質を確認するために、JCPDSカードデータベースから標準データと比較します。
- 顕微ラマン測定手順
- 標準試料としてシ....
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
結果
厚さの異なる層のナノ材料の電気伝導度（G）、導電率（σ）の決定された値は、電気接点の品質に大きく依存しています。曲線- FIB堆積製作二端子モーゼのオーミックコンタクトは、2のデバイスは、電流-電圧（V I）を測定することによって特徴付けられます。室温I - 、異なる厚さを有する2つの端子モーゼ2ナノフレークデバイスに対するV曲線 は 、図2aに示されています。 私 - V曲線は直線関係に従ってください。これはモーゼ2デバイスのオーム接触状態を確認します。
4電極を有する部分的なデバイスは、さらに、接触抵抗の潜在的な影響を除外するために作製した。図2bは 、典型的な私示して- 。2-ELEにより測定V曲線を33 nmの厚さと同じナノフレーク、室温でctrodeと4電極法。二プローブと四探針.......
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
ディスカッション
ナノ結晶層におけるσ値とその寸法依存性の正確な決意は、電気接点の品質に大きく依存します。金属電極の堆積に用いられるFIB蒸着法は、試験全体を通して重要な役割を果たしました。よれば、電気的、構造的、及び組成物は、Pt金属とモーゼ2のアモルファス導電性合金の形成によって促進されたモーゼ2、MoS 2のデバイスに、FIB蒸着法を用いて、安定した再現性の高いオーミックコンタクトの製造を分析します層半導体。高いキャリア密度を示すモーゼ2表面における欠陥の合金組織を効果的にショットキー接触の影響を最小限に抑えることができました。一般的に金属と半導体の接点間の絶縁層に由来すると考えられているような自然酸化物や炭化水素のような半導体の表面の汚染物質、、イオンビーム照射により除去することができます。除去は、FIB蒸着製作層の水晶デバイスで低接触抵抗を説明することができます。
実験FIB蒸着法は層の半導体ナノ構造の電極の製造のための信頼性のオーム接触を提供するが、金属電極間の最小間隔は限られていました。なお、この研究で.......
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
開示事項
著者らは開示するものは何もない。
謝辞
RSCは、プロジェクトNSC 102-2112-M-011-001-MY3の下で台湾の国家科学会議（NSC）の支援に感謝します。YSHは、プロジェクトNSC 100-2112-M-011-001-MY3の下で台湾のNSCの支援を認めています。
....アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| HRTEMとSEAD | FEI (http://www.fei.com/products/tem/tecnai-g2/?ind=MS) | Tecnai™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 | ブルカー (https://www.bruker.com/products/x-ray-diffraction-and-elemental-analysis/x-ray-diffraction/d2-phaser/learn-more.html) | D2 PHASER X線回折計 | |
| ラマン | レニショー (http://www.renishaw.com/en/renishaw-enhancing-efficiency-in-manufacturing-and-healthcare--1030) | inVia ラマン顕微鏡システム | |
| Keithley-4200 | keithley (http://www.keithley.com.tw/products/dcac/currentvoltage/4200scs) | 4200scs | |
| 超低電流漏電極低温プローブステーション | レイクショアクライオトロニクス(http://www.lakeshore.com/) | TTP4 | |
| 銅箔テープ | 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 | |
| Agペースト | ウェルビーイング(http://www.gredmann.com/about.htm) | MS-5000 | |
| Cu | ワイヤーGuvチーム(http://www.guvteam.com) | ICUD0D01N | |
| ダイシングテープ | ネクステック(http://www.nexteck-corp.com/tw/product-tape.html) | コンタクトベンダー | |
| マイカ | センテナリーエレクトロニック(http://100y.diytrade.com/sdp/307600/4/pl-1175840/0.html) | T0-200 | |
| エナメル線 | ライトテックエレクトロニクス (http://www.ltc.com.tw/product_info.php/products_id/57631) | S.W.G #38 |
参考文献
- 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.
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
再版と許可
