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Engineering

Ohmic संपर्क निर्माण एक केंद्रित आयन बीम तकनीक और बिजली के लक्षण वर्णन लेयर सेमीकंडक्टर Nanostructures के लिए उपयोग करना

Published: December 5, 2015 doi: 10.3791/53200
Automatic Translation
1, 2, 2, 2
1Graduate Institute of Applied Science and Technology, National Taiwan University of Science and Technology, 2Department of Electronic Engineering, National Taiwan University of Science and Technology

Abstract

आसानी से संसाधित दो आयामी (2 डी) संरचनाओं के साथ परत अर्धचालकों अगली पीढ़ी Ultrathin और लचीला फोटोनिक और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकास के लिए एक नई दिशा सुझाव है जो अप्रत्यक्ष रूप से करने के लिए प्रत्यक्ष bandgap के संक्रमण और बेहतर ट्रांजिस्टर प्रदर्शन, दिखा रहे हैं। बढ़ी चमक क्वांटम दक्षता व्यापक रूप से इन atomically पतली 2 डी क्रिस्टल में देखा गया है। हालांकि, क्वांटम कारावास मोटाई परे या यहां तक ​​कि माइक्रोमीटर पैमाने पर आयाम प्रभाव की उम्मीद नहीं कर रहे हैं और शायद ही कभी देखा गया है। इस अध्ययन में, मोलिब्डेनम diselenide (मोसे 2) दो या चार टर्मिनल उपकरणों के रूप में गढ़े गए थे एनएम 6-2,700 की मोटाई रेंज के साथ क्रिस्टल परत। Ohmic संपर्क गठन सफलतापूर्वक एक संपर्क धातु के रूप में प्लैटिनम (पं) का उपयोग ध्यान केंद्रित आयन बीम (मिथ्या) बयान विधि द्वारा प्राप्त किया गया था। विभिन्न मोटाई के साथ परत क्रिस्टल dicing टेप का उपयोग करके सरल यांत्रिक छूटना के माध्यम से तैयार किए गए थे। वर्तमान वोल्टेज वक्र measuremenटीएस परत nanocrystals के चालकता मूल्य निर्धारित करने के लिए प्रदर्शन किया गया। इसके अलावा, उच्च संकल्प संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, चयनित क्षेत्र इलेक्ट्रॉन diffractometry, और ऊर्जा फैलानेवाला एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी मिथ्या गढ़े मोसे 2 उपकरणों की धातु, अर्धचालक संपर्क के इंटरफेस को चिह्नित करने के लिए इस्तेमाल किया गया। दृष्टिकोण को लागू करने के बाद, मोसे 2 परत अर्धचालक के लिए एक विस्तृत मोटाई रेंज में पर्याप्त मोटाई पर निर्भर विद्युत चालकता मनाया गया। 2700 से 6 एनएम मोटाई में कमी के साथ, 1 - 1 सेमी - चालकता 1,500 Ω करने के लिए 4.6 से परिमाण के दो से अधिक आदेश की वृद्धि हुई। इसके अलावा, तापमान पर निर्भर चालकता पतली मोसे 2 multilayers थोक के उन (36-38 एमईवी) की तुलना में काफी छोटे होते हैं जो 3.5-8.5 एमईवी के सक्रियण ऊर्जा, साथ में काफी कमजोर semiconducting के व्यवहार का प्रदर्शन किया है कि संकेत दिया। Probable सतह प्रमुख परिवहन गुण और मोसे 2 में एक उच्च सतह इलेक्ट्रॉन एकाग्रता की उपस्थिति का प्रस्ताव है। इसी तरह के परिणाम इस तरह के राज्यमंत्री 2 और था के रूप में 2 अन्य परत अर्धचालक सामग्री के लिए प्राप्त किया जा सकता है।

Introduction

ऐसे राज्यमंत्री 2, मोसे 2, था 2, और WSE 2 के रूप में संक्रमण धातु dichalcogenides (TMDS), एक दिलचस्प दो आयामी (2 डी) परत संरचना और semiconducting गुण 1-3 है। वैज्ञानिकों ने हाल ही में राज्य मंत्री 2 की monolayer संरचना क्योंकि क्वांटम कारावास प्रभाव का एक काफी हद तक बढ़ाया प्रकाश उत्सर्जक दक्षता से पता चलता है कि खोज की है। नए प्रत्यक्ष bandgap अर्धचालक पदार्थ की खोज पर्याप्त ध्यान 4-7 आकर्षित किया है। इसके अलावा, TMDS का आसानी से छीन परत संरचना 2 डी सामग्री के मौलिक गुणों के अध्ययन के लिए एक बेहतरीन मंच है। Bandgap के बिना धातु graphene के विपरीत, TMDS निहित semiconducting के लक्षण हैं और 1-2 eV 1,3,8 की रेंज में एक bandgap है। TMDS 9 का त्रिगुट यौगिकों और ग्राफीन के साथ इन यौगिकों के एकीकरण की संभावना के 2 डी संरचनाओं एक अभूतपूर्व OPP प्रदानortunity Ultrathin और लचीला इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को विकसित करने के लिए।

मोसे 2 18 1 - लगभग 50 सेमी 2 वी - 1 सेकंड; - 1 सेकंड - 1 राज्यमंत्री 10-17 फ़रवरी के लिए graphene के विपरीत, 2 डी TMDS के कमरे के तापमान इलेक्ट्रॉन गतिशीलता मूल्यों एक मध्यम स्तर (1-200 2 सेमी वी पर हैं )। 1 सेकंड - -। एक 19-21 फिर भी, semiconducting TMD monolayers उत्कृष्ट डिवाइस प्रदर्शन दिखा रहे ग्राफीन की इष्टतम गतिशीलता मूल्यों उच्च 10,000 सेमी 2 वी की तुलना में होने की सूचना दी गई है। उदाहरण के लिए, 10 6 -10 9 10,12,17,18,22 अप करने के लिए / बंद अनुपात पर अत्यंत उच्च राज्यमंत्री 2 और मोसे 2 monolayers या बहुपरत क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर प्रदर्शनी। इसलिए, यह 2 डी TMDS और के मौलिक बिजली के गुणों को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैआईआर थोक माल।

हालांकि, परत सामग्री के बिजली के गुणों के अध्ययन के लिए आंशिक रूप क्योंकि परत क्रिस्टल पर अच्छा ओमिक संपर्क बनाने में कठिनाई की बाधा उत्पन्न कर दिया है। तीन दृष्टिकोण, छाया मुखौटा बयान (एसएमडी) 23, इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी (EBL) 24,25, और ध्यान केंद्रित आयन बीम (मिथ्या) बयान, 26,27 nanomaterials पर बिजली के संपर्क फार्म का उपयोग किया गया है। एसएमडी आम तौर पर मुखौटा के रूप में एक तांबे ग्रिड का इस्तेमाल शामिल है, क्योंकि दो संपर्क इलेक्ट्रोड के बीच रिक्ति 10 माइक्रोन से ज्यादातर बड़ा है। EBL और मिथ्या बयान के विपरीत, एक सब्सट्रेट पर इलेक्ट्रोड सरणियों की धातु बयान को निशाना बनाने या एसएमडी विधि में ब्याज की nanomaterials के चयन किए बिना किया जाता है। यह दृष्टिकोण धातु पैटर्न सही ढंग से इलेक्ट्रोड के रूप में अलग-अलग nanomaterials पर जमा कर रहे हैं गारंटी नहीं दे सकते। एसएमडी विधि का परिणाम मौका का एक तत्व है। EBL और मिथ्या तरीकों बयान में इस्तेमाल कर रहे हैंस्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM) प्रणाली; nanomaterials के सीधे मनाया और इलेक्ट्रोड बयान के लिए चुना जा सकता है। इसके अलावा, EBL आसानी से एक लाइन की चौड़ाई और छोटे से 100 एनएम रिक्ति संपर्क इलेक्ट्रोड के साथ धातु इलेक्ट्रोड निर्माण करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, अवशिष्ट लिथोग्राफी अनिवार्य रूप से धातु इलेक्ट्रोड और nanomaterial के बीच एक इन्सुलेट परत के गठन में परिणाम के दौरान छोड़ दिया nanomaterial सतह पर विरोध। इस प्रकार, EBL उच्च संपर्क प्रतिरोध की ओर जाता है।

मिथ्या बयान के माध्यम से इलेक्ट्रोड निर्माण का मुख्य लाभ यह है कि यह कम संपर्क प्रतिरोध की ओर जाता है। धातु बयान परिभाषित क्षेत्र में एक आयन बीम का उपयोग करके एक organometallic अग्रदूत के अपघटन द्वारा किया जाता है, क्योंकि धातु बयान और आयन बमबारी एक साथ होते हैं। यह धातु, अर्धचालक इंटरफेस को नष्ट करने और Schottky संपर्क के गठन को रोकने सकता है। आयन बमबारी भी इस तरह के hydrocar के रूप में सतह दूषित पदार्थों को खत्म कर सकते हैंसंपर्क प्रतिरोध कम हो जाती है, जो Bons और देशी आक्साइड,। मिथ्या बयान के माध्यम से ohmic संपर्क निर्माण अलग nanomaterials के 27-29 के लिए प्रदर्शन किया गया है। इसके अलावा, मिथ्या बयान दृष्टिकोण में पूरे निर्माण प्रक्रिया EBL में है कि तुलना में आसान है।

परत अर्धचालकों आम तौर पर अत्यधिक अनिसोट्रोपिक विद्युत चालन दिखाने के रूप में, परत-से-परत दिशा में चालकता में विमान दिशा 30,31 में है कि अधिक से परिमाण के कई आदेशों में कम है। यह विशेषता ohmic संपर्कों fabricating और विद्युत चालकता का निर्धारण करने की कठिनाई बढ़ जाती है। इसलिए, इस अध्ययन में, मिथ्या बयान परत अर्धचालक nanostructures की बिजली के गुणों का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया गया था।

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Protocol

मोसे 2 परत कण (चित्रा 1 में चरण 1 देखें) 1. संरचनात्मक लक्षण वर्णन

  1. XRD माप प्रक्रिया
    1. या धारक पर (क्वार्ट्ज पाउडर और बांधने की मशीन के साथ मिलाया गया था और स्लाइड कांच पर लिप्त था) क्रिस्टल पाउडर (5 एक्स 5 एक्स 0.1-10 x 10 x 0.5 मिमी 3 के आकार की सीमा के साथ) एक मोसे 2 परत क्रिस्टल माउंट।
    2. धारक की सतह के लिए परत क्रिस्टल सतह समानांतर सुनिश्चित करने के लिए एक स्लाइड कांच से धारक दबाएं।
    3. Diffractometer में नमूना धारक लोड करें।
    4. Diffractometer के दरवाजे बंद कर दें।
    5. निर्माता के निर्देशों के अनुसार किरण लाइन जांचना।
    6. इनपुट माप ऐसे 2 स्कैन रेंज (10-80 डिग्री) के रूप में मानकों, वेतन वृद्धि (0.004 °), और समय ध्यान केन्द्रित करना (0.1 सेकंड)।
    7. Diffractometer से जुड़ी कंप्यूटर पर DIFFRAC.Measurement केंद्र कार्यक्रम शुरू करें और फिर निर्माता के आद्य के अनुसार डेटा और नाम डेटा फ़ाइल को बचाने केकर्नल।
    8. सॉफ्टवेयर का उपयोग कर विवर्तन चोटियों के पदों की पहचान करके XRD पैटर्न का विश्लेषण और फिर मोसे 2 परत क्रिस्टल 32,33 के एकल उन्मुखीकरण के विमान से बाहर और एकल क्रिस्टलीय गुणवत्ता की पुष्टि करने के लिए JCPDS कार्ड डेटाबेस से मानक डेटा के साथ तुलना ।
  2. माइक्रो रमन माप प्रक्रिया
    1. मानक नमूने के रूप में एक सिलिकॉन वेफर का उपयोग करते हुए रमन उपकरण अंशांकन प्रदर्शन करते हैं। सिलिकॉन वेफर की माप रुचि मोसे 2 परत क्रिस्टल के लिए नीचे वर्णित प्रक्रिया के रूप में ही है।
    2. स्लाइड कांच पर एक मोसे 2 परत क्रिस्टल माउंट।
    3. ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के धारक पर स्लाइड गिलास भार और एक सफेद प्रकाश स्रोत के साथ नमूना की सतह ध्यान केंद्रित।
    4. एक लेजर बीम (514 एनएम तरंगदैर्ध्य) के लिए एक सफेद रोशनी से प्रकाश स्रोत स्विच।
    5. ऐसी तरंग संख्या स्कैन सीमा के रूप में इनपुट माप मानकों (150-500 सेमी -1), integrव्यावहारिक समय (10 सेकंड), और स्कैन बार की संख्या (10-30 बार)।
    6. रमन स्पेक्ट्रोमीटर से जुड़ी कंप्यूटर पर प्रोग्राम शुरू करें और फिर डेटा और निर्माता प्रोटोकॉल के अनुसार नाम डेटा फ़ाइल सहेजें।
    7. अपने चरम चौड़ाई और सॉफ्टवेयर का उपयोग कर पदों की पहचान करके रमन स्पेक्ट्रम विश्लेषण और फिर मोसे 2 परत क्रिस्टल 34,35 की क्रिस्टलीय संरचना के प्रकार और गुणवत्ता की पुष्टि करने के लिए संदर्भ से मानक डेटा के साथ तुलना करें।

मोसे 2 परत Nanocrystal उपकरणों की 2. निर्माण

  1. लेयर कण के यांत्रिक छूटना
    1. एसीटोन और शराब के साथ स्वच्छ चिमटी।
    2. एक चमकदार सतह के साथ मोसे 2 परत क्रिस्टल (4-8 टुकड़े) उठाओ (यानी दर्पण की तरह क्रिस्टल चेहरा) और चिमटी के साथ एक क्षेत्र आकार से बड़ा 0.5 x 0.5 मिमी 2 और के एक क्षेत्र के आकार के साथ dicing टेप पर डाल 20 x 60 मिमी 2।
    3. लगभग बीस गुना परत क्रिस्टल छूटना और कार्रवाई को दोहराने के लिए छमाही में टेप मोड़ो। आमतौर पर परत क्रिस्टल चौड़ाई (चित्रा 1 में चरण 2 देखें) में कई माइक्रोमीटर आकार क्रिस्टल में छीन लिया जा सकता है।
    4. इन छीन मोसे 2 परत microcrystal के आकार और morphologies निरीक्षण करने के लिए SEM के चेंबर में परत nanocrystal पाउडर के साथ dicing टेप लोड करें। परत nanocrystal की चौड़ाई वितरण 1-20 माइक्रोन पर हैं, nanocrystal पाउडर उपकरण निर्माण के लिए मानदंडों को पूरा कर सकते हैं।
  2. डिवाइस खाका पर लेयर nanocrystals के फैलाव
    1. डिवाइस टेम्पलेट पर परत nanocrystal पाउडर ऊपर से नीचे के साथ dicing टेप रखें। टेम्पलेट 2 Sio है सोलह पूर्व नमूनों तिवारी (30 एनएम) / एयू (90 एनएम) 2 Sio सतह पर इलेक्ट्रोड के साथ (300 एनएम) लेपित सिलिकॉन सब्सट्रेट (चित्रा 1 में चरण 4 देखें)। टेम्पलेट के क्षेत्र आकार 5 एक्स 5 मिमी है
    2. कुछ nanocrystals (मोटे तौर पर 10 से 100 टुकड़े) टेम्पलेट पर गिर बनाने के लिए हल्के से dicing टेप टैप करें।
    3. बिखरे nanocrystals ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से नहीं मनाया जा सकता है अगर ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से या कभी कभी SEM द्वारा टेम्पलेट पर nanocrystal की संख्या घनत्व और फैलाव स्थिति की जाँच करें। अक्सर 2 एक दूसरे से ओवरलैपिंग के बिना टेम्पलेट के (80 x 80 माइक्रोन 2 के क्षेत्र के साथ) केंद्र वर्ग पर फैलाया nanocrystals के 5 टुकड़े (क्षेत्र आकार से बड़ा 2 एक्स 2 माइक्रोन 2) के बगल में मिथ्या प्रसंस्करण के लिए बेहतर स्थिति में हैं ।
  3. मिथ्या द्वारा इलेक्ट्रोड निर्माण
    1. माउंट का आयोजन तांबे पन्नी टेप का उपयोग मिथ्या धारक पर टेम्पलेट्स। आमतौर पर, 3 एक्स 2.4 सेमी 2 के टेप के संचालन के क्षेत्र में 6-8 टेम्पलेट्स बढ़ते के लिए आवश्यक था।
    2. मिथ्या कक्ष में धारक लोड करें।
    3. बटन पर क्लिक करके 10 -5 मिलीबार करने के लिए नीचे वैक्यूम डिग्री करने के लिए कक्ष खाली"पंप"।
    4. SEM मोड के लिए इलेक्ट्रॉन बीम वर्तमान (41 PA) और त्वरण वोल्टेज (10 केवी) की स्थापना की।
    5. मिथ्या मोड के लिए आयन बीम वर्तमान (0.1 एनए) और त्वरण वोल्टेज (30 केवी) की स्थापना की।
    6. क्रमशः, "गैस इंजेक्शन" ब्लॉक में और बटन "ठंड" बटन "पर किरण" पर क्लिक करके आयन बीम सिस्टम और गैस इंजेक्शन प्रणाली (जीआईएस) वार्म अप।
    7. बटन "बीम पर" पर क्लिक करके इलेक्ट्रॉन बीम पर मुड़ें और 100X के एक कम बढ़ाई छवि को ध्यान केंद्रित।
    8. SEM मोड के लिए 10 मिमी से Z-अक्षीय काम दूरी (G) सेट करें।
    9. 5,000X पर बढ़ाई सेट और ध्यान केंद्रित।
    10. बटन "नेविगेशन" और इनपुट झुकाव कोण "52" पर क्लिक करके 52 डिग्री धारक का झुकाव कोण सेट करें।
    11. इलेक्ट्रोड Fabrica (5 से 3,000 एनएम को लेकर) एक निश्चित मोटाई के साथ एक मोसे 2 परत nanocrystal और एक आयताकार और चौकोर आकार का चयन करेंtion।
    12. बटन "स्नैपशॉट" पर क्लिक करके इलेक्ट्रोड निर्माण से पहले लक्षित प्राचीन सामग्री का (1,000X से 10,000 को) अलग आवर्धन पर SEM छवियों ले लो।
    13. मोड मिथ्या और आयन बीम बमबारी के तहत लक्षित सामग्री के प्रदर्शन के समय को कम करने के लिए स्नैपशॉट मोड से एक मिथ्या छवि ले स्विच करने के लिए।
    14. जमा पं इलेक्ट्रोड के (0.2-1.0 माइक्रोन) मूल्य मोटाई, इलेक्ट्रोड बयान क्षेत्र को परिभाषित करें "पीटी बयान" मोड का चयन करें, और इनपुट।
    15. "गैस इंजेक्शन" ब्लॉक में बॉक्स "पं रवानगी" पर क्लिक करके चैम्बर में जीआईएस के केशिका परिचय दें।
    16. फिर स्नैपशॉट मोड से एक छवि ले लो और मूल रूप से परिभाषित पैटर्न में थोड़ा बदलाव यदि इलेक्ट्रोड की स्थिति को संशोधित।
    17. बटन "शुरू patterning के" पर क्लिक करके मिथ्या बयान पर मुड़ें।
    18. बयान के बाद, पीठ "पीटी घ बॉक्स unclicking द्वारा जीआईएस के केशिका आकर्षितगैस इंजेक्शन "ब्लॉक" में "ईपी।
    19. SEM मोड में स्विच करें और परत nanocrystal पर जमा पं इलेक्ट्रोड के परिणाम की जाँच करें।
    20. दो या दो से चार इलेक्ट्रोड (चित्रा 1 में चरण 3 देखें) के साथ पूरा उपकरणों के विभिन्न आवर्धन पर SEM छवियों ले लो।
    21. बटन "नेविगेशन" और इनपुट झुकाव कोण "0" पर क्लिक करके 0 डिग्री धारक वापसी का झुकाव कोण सेट करें।
    22. बटन "स्नैपशॉट" पर क्लिक करके सामग्री चौड़ाई और इलेक्ट्रोड अंतर-दूरी की अनुमानों के लिए अलग आवर्धन पर शीर्ष देखी SEM छवियों ले लो।
    23. क्रमश: इलेक्ट्रॉन बीम और आयन बीम सिस्टम को बंद कर दें और "गैस इंजेक्शन" ब्लॉक में "बटन बंद बीम" और बटन "गर्म" पर क्लिक करके जीआईएस सिस्टम शांत हो जाओ।
    24. बटन धारक लेते हैं तो "वेंट" और क्लिक करके शुरू नाइट्रोजन गैस से चैम्बर वेंटचैम्बर के बाहर। यह आम तौर पर निकाल प्रक्रिया को समाप्त करने के लिए 5 से 10 मिनट लगते हैं।
    25. कक्ष के दरवाजे बंद कर दें और कक्ष खाली।

मोसे 2 परत Nanocrystal उपकरणों की 3. अभिलक्षण

  1. AFM द्वारा लेयर nanocrystals के मोटाई मापन
    1. जांच धारक के लिए AFM ब्रैकट स्थापित करें।
    2. AFM के कार्यक्रम को चालू करें और "ScanAsyst" मोड का चयन करें।
    3. जांच धारक लोड और AFM स्टेशन की लेजर डायोड सिर के साथ कनेक्ट।
    4. घटना लेजर बीम की स्थिति और निर्माता प्रोटोकॉल के अनुसार ब्रैकट के लिए पंक्ति में अंशांकन प्रदर्शन करते हैं।
    5. घन पन्नी टेप से नमूना धारक पर नमूना (मिथ्या गढ़े परत nanocrystal उपकरणों के साथ टेम्पलेट चिप) माउंट।
    6. AFM के स्टेशन के लिए नमूना धारक लोड करें।
    7. लेजर बीम या AFM cantilev के नीचे लगभग स्थिति के लिए नमूना धारक ले जाएँइंजी।
    8. परत nanocrystal की ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप छवि ध्यान केंद्रित करके ध्यान की स्थिति के लिए AFM ब्रैकट नीचे कम।
    9. इस तरह के स्कैन क्षेत्र (6 एक्स 6-30 एक्स 30 माइक्रोन 2), आवृत्ति (0.5-1.5 हर्ट्ज), और संकल्प (256-512 लाइनों) के रूप में इनपुट स्कैन मापदंडों।
    10. कार्यक्रम शुरू करने और निर्माता प्रोटोकॉल के अनुसार डेटा को बचाने के।
    11. AFM ब्रैकट उठाएँ और नमूना धारक बाहर ले।
    12. अगर जरूरत ऊपर वर्णित माप प्रक्रिया दूसरा नमूना लोड और दोहराएँ।
    13. सॉफ्टवेयर "NanoScope विश्लेषण" का उपयोग कर AFM छवि और ऊंचाई प्रोफ़ाइल का विश्लेषण करके परत nanocrystals की मोटाई का अनुमान है। AFM छवि से एक पार्श्व ऊंचाई प्रोफ़ाइल का चयन करें और प्रोफ़ाइल के समतल क्षेत्र से औसत मोटाई मूल्य निर्धारित करते हैं। (चित्रा 2 डी और 2 ई देखें)
  2. परत nanocrystals के वर्तमान वोल्टेज बनाम (चतुर्थ) माप
    1. पर्वतघन पन्नी टेप से अभ्रक सब्सट्रेट पर नमूना (मिथ्या गढ़े परत nanocrystal उपकरणों के साथ टेम्पलेट चिप)।
    2. एजी पेस्ट द्वारा चिप के इलेक्ट्रोड पर enameled तार या घन तारों बांड। (चित्र 1 में चरण 4 देखें।)
    3. जांच स्टेशन कक्ष में पूरा नमूना लोड और इसे घन पन्नी टेप से नमूना धारक पर तय कर लो। क्रायोजेनिक जांच स्टेशन अंधेरे वातावरण में स्थित था। (चित्र 1 में चरण 5 देखें।)
    4. नमूने के बिजली के तार और एक एक करके जांच एक के धातु इलेक्ट्रोड मिलाप।
    5. चैम्बर शीर्ष टोपी और नीचे 10 -4 मिलीबार के लिए चैम्बर खाली। जांच स्टेशन में तरल नाइट्रोजन को शुरू करने से 77 कश्मीर के लिए नमूना शांत हो जाओ। तापमान रेंज (आमतौर पर 80 कश्मीर से 320 से), अंतराल सेट, और तापमान नियंत्रण के लिए समय ध्यान केन्द्रित करना है। (केवल तापमान पर निर्भर माप के लिए आवश्यक)।
    6. , वोल्टेज क ¥ (-1 से 1 वी करने के लिए आमतौर पर) लागू वोल्टेज व्यापक रेंज सेटrval (0.01 वी), और दो ​​टर्मिनल चतुर्थ माप के लिए एक अति उच्च प्रतिबाधा multifunctional विद्युतमापी में सीमित अधिक से अधिक वर्तमान (10 या 100 μA)। चार टर्मिनल माप के लिए, (आमतौर पर -100 से 100 μA से) लागू वर्तमान व्यापक रेंज और वर्तमान अंतराल (1 μA) की स्थापना की।
    7. कार्यक्रम शुरू करने और कमरे के तापमान पर या अलग तापमान पर चतुर्थ डेटा को बचाने के।
    8. यदि आवश्यक हो तो चैम्बर टोपी खोलें और चैम्बर के बाहर नमूना ले।
    9. दूसरा नमूना अगर जरूरत लोड और ऊपर वर्णित प्रक्रिया को दोहराने।
    10. सॉफ्टवेयर का उपयोग कर लागू वोल्टेज डेटा बनाम मापा वर्तमान साजिश रचने के द्वारा चतुर्थ वक्र का विश्लेषण करें। रैखिक फिटिंग समारोह का चयन करके चतुर्थ वक्र फिट। चतुर्थ वक्र के linearity चेक और ढलान मूल्य (यानी चालकता मूल्य) प्राप्त करते हैं। (चित्र 1 में कदम 6 देखें।)
    11. चतुर्थ घटता मीटर के लिए कदम 3.2.10 दोहराएँजरूरत है अगर अलग तापमान पर easured।
    12. चतुर्थ, SEM के द्वारा प्राप्त मानकों को अपनाकर समीकरण σ = जी (टी / ताइवान) के अनुसार चालकता (σ) मूल्य की गणना, और चालकता (जी), मोटाई (टी), (डब्ल्यू) चौड़ाई और लंबाई (सहित AFM माप परत nanocrystal की एल)।
    13. परत nanocrystals की मोटाई बनाम चालकता और चालकता मूल्यों का घटता प्लॉट।

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Representative Results

अलग मोटाई के साथ परत nanomaterials की विद्युत चालकता (जी) और चालकता (σ) के निर्धारित मूल्यों बिजली के संपर्क की गुणवत्ता पर अत्यधिक निर्भर हैं। मिथ्या-जमाव गढ़े दो टर्मिनल मोसे की ohmic संपर्कों 2 उपकरणों वर्तमान वोल्टेज (मैं - वी) को मापने की विशेषता है की अवस्था। कमरे के तापमान मैं - अलग मोटाई के साथ दो टर्मिनल मोसे 2 nanoflake उपकरणों के लिए वी घटता चित्रा 2 में दिखाया गया है। मैं - वी घटता एक रैखिक संबंध का पालन करें। इस मोसे 2 उपकरणों की ओमिक संपर्क हालत पुष्टि करता है।

। वी घटता दो हाथी द्वारा मापा - चार इलेक्ट्रोड के साथ आंशिक उपकरणों आगे से संपर्क प्रतिरोध के संभावित प्रभाव बाहर शासन करने के लिए गढ़े गए थे 2 बी आंकड़ा मैं ठेठ दिखाता है33 एनएम पर एक मोटाई के साथ एक ही nanoflake के लिए कमरे के तापमान पर ctrode और चार इलेक्ट्रोड तरीकों। दो-जांच और चार जांच माप के लिए गणना की σ मूल्यों 117 और 118 Ω पर कर रहे हैं - 1 सेमी - 1, क्रमशः। एक ही उपकरणों के लिए दो जांच और चार जांच माप उपयोग कर की गणना σ मूल्यों अत्यधिक इसी तरह के थे, क्योंकि इस अध्ययन में निर्धारित जी और σ मूल्यों पर संपर्क प्रतिरोध का प्रभाव नगण्य था। आंकड़े -2 सी डी और 2 डी प्रतिनिधि के क्षेत्र उत्सर्जन को वर्णन दो टर्मिनल और चार टर्मिनल मोसे 2 उपकरणों की स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (FESEM) छवियों, क्रमशः। उपकरणों पर मोसे 2 nanoflakes की मोटाई परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी (AFM) माप का उपयोग कर अनुमान लगाया गया था; एक नमूना माप आंकड़े 2 ई और 2 एफ में दिखाया गया है।

मोसे 2 उपकरणों में बिजली के संपर्क की धातु, अर्धचालक इंटरफेस आगे उच्च संकल्प संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (HRTEM), चयनित क्षेत्र इलेक्ट्रॉन diffractometry (Saed), और ऊर्जा फैलानेवाला एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDX) का उपयोग कर जांच की गई थी। चित्रा 3 ए पं / मोसे 2 इंटरफेस के पार के अनुभागीय संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (मंदिर) छवि को दर्शाता है। छवि एक मिश्र धातु की परत (25-30) एनएम क्योंकि आयन बीम बमबारी की पंडित और मोसे 2 के बीच का गठन किया गया है कि पता चलता है। मिश्र धातु / मोसे 2 इंटरफ़ेस का HRTEM छवियों (स्थान 4, चित्रा 3 बी) और मोसे 2 क्षेत्र (हाजिर 3, चित्रा 3 सी) एकल क्रिस्टल की सतह मोसे 2 पर गठित एक अनाकार मिश्र दिखा।

EDX स्पेक्ट्रम और चित्रा में Saed की अंगूठी पैटर्न पं मुख्य घटक है कि दिखाने के लिए 3 डी और धातु इलेक्ट्रोड एक polycrystalline संरचना है कि। इसी मापचित्रा 3E में दिखाया गया है, एक बेढब जैसी संरचना के साथ एक आयन बमबारी मिश्र धातु संकेत दिया है और 2 के अनुपात में मो, एसई, और पंडित का एक मिश्रण युक्त: 4: 1। एकल क्रिस्टल मोसे 2 nanoflake आगे चित्रा 3F में दिखाया जाता है जो EDX और Saed माप, द्वारा पुष्टि की गई।

ओमिक संपर्क मिथ्या बयान विधि का उपयोग कर गढ़े के लिए, मोसे में अलग मोटाई के साथ 2 बहुपरत nanostructures, जी और σ मूल्यों ठीक निर्धारित किया जा सकता है। चित्रा -4 ए अलग मोटाई के साथ मोसे 2 nanoflakes के लिए आंकड़ा जी मूल्यों को दर्शाता है। यह जी मूल्य एक नमूदार परिवर्तन या परिमाण के दो आदेशों से अधिक मोटाई में एक परिवर्तन नहीं दिखाती है कि मनाया जा सकता है। इस अवलोकन, सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के विपरीत है जी एक वर्दी वर्तमान प्रवाह के लिए मोटाई (टी) पर रैखिक निर्भर है और WR है जिसके अनुसारitten के रूप में

1 समीकरण

जहां एक मौजूदा परिवहन के लिए क्षेत्र, और एल डब्ल्यू, है, और टी क्रमशः, कंडक्टर की लंबाई, चौड़ाई और मोटाई हैं।

। σ मूल्य समीकरण का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है (1) चित्रा 4 बी मोटाई के एक समारोह के रूप में चालकता पता चलता है (σ - टी)। 1 सेमी - - 1 टी कम हो जाती है जब 2700 से एनएम से 6 4.6 से 1500 Ω करने के परिमाण के दो से अधिक आदेश, द्वारा σ बढ़ता मूल्य। एक उलटा बिजली-कानून σ ∞ टी - फिट β मूल्य 0.93 है जहां β, प्राप्त की है। σ मूल्यों (0.1-1 Ω - 1 सेमी - 1) 36-38 (टी: 10-100 माइक्रोन) भी लगाया लाइन पर स्थित हैं।

सिद्धांत रूप में, σ किसी भी आयाम प्रभाव के बिना एक आंतरिक संपत्ति है। σ की मजबूत मोटाई निर्भरता मौजूदा चालन मुख्य रूप से मोसे 2 परत सामग्री की सतह पर होता है कि निकलता है। सतह चालन पथ, जी मूल्य वृद्धि नहीं करता थोक की तुलना में अधिक परिमाण के कई आदेशों है और यहां तक कि मोटाई बढ़ जाती है, तो एक निरंतर हो जाता है।

आकृति 1
चित्रा 1:। XRD और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा मोसे 2 थोक परत क्रिस्टल की आकृति विज्ञान और संरचनात्मक अभिलक्षण: उपकरण निर्माण और मोसे 2 nanoflakes के बिजली के लक्षण वर्णन के लिए प्रक्रिया 1 कदम। चरण 2:टेप dicing और FESEM से छीन लिया गुच्छे की आकृति विज्ञान का निरीक्षण द्वारा थोक परत क्रिस्टल के यांत्रिक छूटना। चरण 3: मिथ्या पं बयान से nanoflakes के इलेक्ट्रोड निर्माण। चरण 4: एजी पेस्ट द्वारा चिप के इलेक्ट्रोड पर अभ्रक सब्सट्रेट और संबंधों तार enameled पर नमूना चिप बढ़ते द्वारा डिवाइस को पूरा करें। चरण 5: क्रायोजेनिक जांच स्टेशन में लोड नमूना। चरण 6: मैं प्रदर्शन - वी माप और डेटा का विश्लेषण।

चित्र 2
चित्रा 2: मैं - वी वक्र, दो और चार टर्मिनल के लिए FESEM, और AFM माप मोसे 2 nanoflake उपकरणों (एक) मैं - मोसे 2 nanoflakes के लिए कमरे के तापमान पर दो जांच विधि द्वारा मापा वी घटता।11, 240, और 1300 एनएम पर अलग मोटाई के साथ। (ख) मैं - 33 एनएम पर एक मोटाई के साथ एक मोसे 2 nanoflake के लिए कमरे के तापमान पर दो जांच और चार जांच के तरीकों से मापा वी घटता। (ग) दो टर्मिनल और (घ) मिथ्या दृष्टिकोण द्वारा गढ़े चार टर्मिनल मोसे 2 उपकरणों के प्रतिनिधि FESEM छवियों। 60 एनएम ~ पर मोटाई के साथ एक मोसे 2 डिवाइस के लिए (ई) एक ठेठ AFM छवि और (च) (ई) में नीले रंग की रेखा के साथ अपने पार के अनुभागीय ऊंचाई प्रोफ़ाइल। (रेफरी से अनुमति के साथ पुनर्प्रकाशित। 28, कॉपीराइट IOP प्रकाशन लिमिटेड @)

चित्र तीन
चित्रा 3: HRTEM, saed, और EDX डिवाइस में पं / मोसे 2 इंटरफेस के लिए विश्लेषण करती है (। क) मिथ्या दृष्टिकोण द्वारा गढ़े मोसे 2 nanoflake डिवाइस (टी ~ 110 एनएम) में पं धातु / मोसे 2 अर्धचालक इंटरफेस के पार के अनुभागीय मंदिर छवि। संख्यात्मक लेबलों HRTEM, Saed के लिए अलग से जांच कर रही क्षेत्रों से संकेत मिलता है, और EDX विश्लेषण करती है। 1: पं धातु इलेक्ट्रोड, 2: आयन बमबारी मिश्र धातु क्षेत्र, 3: मोसे 2 बहुपरत, और 4: मिश्र धातु / मोसे 2 इंटरफ़ेस। (ख) मिश्र धातु / मोसे 2 इंटरफेस (हाजिर 4) और (ग) मोसे 2 क्षेत्र (स्थान) 3 के HRTEM छवि। EDX स्पेक्ट्रा के साथ क्रमश: (घ) पं इलेक्ट्रोड (हाजिर 1), (ई) मिश्र धातु क्षेत्र (जगह 2), और (च) मोसे 2 nanoflake (हाजिर 3), के लिए इसी Saed पैटर्न। (रेफरी से अनुमति के साथ पुनर्प्रकाशित। 28, कॉपीराइट IOP प्रकाशन लिमिटेड @)

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चित्रा 4:। मोसे 2 nanoflakes में मोटाई पर निर्भर चालकता (एक) विद्युत चालकता और (ख) अलग मोटाई के साथ मोसे 2 nanoflake के लिए विद्युत चालकता मूल्यों के लिए लॉग-लॉग भूखंड 6 से दो से मापा 2700 एनएम तक बताया जांच (नीले ठोस स्टार) और चार जांच (नीले खुला स्टार) तरीकों। हमारे माप (हरी खुला वृत्त) द्वारा और संदर्भ से प्राप्त मोसे 2 थोक क्रिस्टल की चालकता मान भी तुलना के लिए योजना बनाई है। मोसे 2 Refs में मोटाई जानकारी के बिना bulks। 32, 33, 34 से अधिक 10 माइक्रोन और उनके चालकता के स्तर को हरी तीर का प्रतिनिधित्व कर रहे हो ग्रहण कर रहे हैं। लाल पानी का छींटा लाइन मोसे 2 nanoflakes की मोटाई डेटा बनाम चालकता के लिए फिटिंग लाइन है। (रेफरी से अनुमति के साथ पुनर्प्रकाशित। 28, कॉपीराइट IOP प्रकाशन लिमिटेड @)

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Discussion

σ मूल्य और परत nanocrystals में अपने आयाम निर्भरता का सही निर्धारण बिजली के संपर्क की गुणवत्ता पर निर्भर है। धातु इलेक्ट्रोड बयान के लिए इस्तेमाल किया मिथ्या बयान विधि अध्ययन के दौरान एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। के अनुसार बिजली, संरचनात्मक, और रचना पं धातु और मोसे 2 के बीच अनाकार प्रवाहकीय मिश्र धातु के गठन के द्वारा मदद की थी मोसे 2 या राज्यमंत्री 2 उपकरणों में, मिथ्या बयान विधि का उपयोग कर, स्थिर, और अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य ohmic संपर्कों के निर्माण का विश्लेषण करती है परत अर्धचालक। एक उच्च वाहक घनत्व से पता चलता है कि मोसे 2 सतह पर दोषपूर्ण मिश्र धातु संरचना को प्रभावी ढंग से Schottky संपर्क के प्रभाव को कम कर सकता है। इस तरह आम तौर पर धातु और अर्धचालक संपर्कों के बीच इन्सुलेट परत से उत्पन्न माना जाता है जो मूल निवासी आक्साइड और हाइड्रोकार्बन, के रूप में अर्धचालक की सतह contaminants,आयन बीम बमबारी से समाप्त किया जा सकता है। उन्मूलन मिथ्या-जमाव गढ़े परत क्रिस्टल उपकरणों में कम संपर्क प्रतिरोध व्याख्या कर सकते हैं।

प्रयोगात्मक मिथ्या बयान विधि परत अर्धचालक nanostructures की इलेक्ट्रोड निर्माण के लिए विश्वसनीय ohmic संपर्कों प्रदान करता है, धातु इलेक्ट्रोड के बीच न्यूनतम रिक्ति सीमित था। यह इस अध्ययन में 1 माइक्रोन से ऊपर होना करने के लिए नियंत्रित किया गया था। सीमा के लिए मुख्य कारण मिथ्या-जमा धातु इलेक्ट्रोड क्योंकि रेडियल दिशा में आयन बीम प्रवाह की गाऊसी वितरण के स्पष्ट किनारों और तेज ओर दीवारों के पास नहीं है कि है। दो इलेक्ट्रोड (आमतौर पर की तुलना में करीब 500 एनएम) एक-दूसरे के करीब भी जमा कर रहे हैं, तो स्पष्ट किनारों और तेज sidewalls की कमी सामग्री की सतह संदूषण और एक बिजली के शॉर्ट सर्किट हो सकता है।

इसके अलावा, आयन बीम वातावरण में सामग्री प्रसंस्करण अनिवार्य रूप से हर्जाना सामग्री की सतह, घास का मैदानअंतर्निहित गुण सामग्री में बदलाव के लिए डिंग। मिथ्या बयान के दौरान आयन बीम द्वारा सामग्री की सतह के लिए संभावित नुकसान से बचने के लिए, हम आयन बीम समय जोखिम को कम करने का प्रयास किया। आमतौर पर, शुरू में SEM मोड में प्रदर्शन किया गया (उपयुक्त nanocrystals का चयन स्थिति मानचित्रण, और छवियों रिकॉर्डिंग सहित) प्रक्रिया के इस कदम की सबसे; बाद में, मोड मिथ्या मोड के लिए बंद किया गया था। इसलिए, नमूना की सतह पंडित की पहचान करने के लिए मिथ्या मोड पर संचालन के लिए लगने वाले समय के लिए corresponded है, जो (स्नैपशॉट मोड में) एक काफी कम समय के लिए आयन बीम के क्षेत्रों जमा अवगत कराया गया था। इसके अलावा, सतह के संरक्षण के बयान मिथ्या करने से पहले परत nanocrystal (नहीं प्रोटोकॉल में उल्लेख किया है) पर एक इन्सुलेट कार्बनिक पदार्थ (जैसे bathocuproine के रूप में) कोटिंग द्वारा प्रदान किया जा सकता है।

सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया विधि है जो EBL, मिथ्या के साथ तुलना में इलेक्ट्रोड के बीच एक बहुत छोटे रिक्ति (कम से कम 100 एनएम) प्रदान कर सकते हैंबयान। अध्ययन सामग्री के लिए संभावित नुकसान EBL का उपयोग करके रोका जा सकता है। हालांकि, EBL विरोध एक के उपयोग की आवश्यकता है। सामग्री की सतह पर लेपित विरोध का पूरी तरह हटाने मुश्किल है, क्योंकि अवशिष्ट संपर्क धातु और अध्ययन सामग्री के बीच उच्च संपर्क प्रतिरोध में परिणाम कर सकते हैं विरोध। यह समस्या काफी ohmic संपर्कों की उपज कम कर देता है और एक microelectrode निर्माण विधि के रूप में EBL का उपयोग बाधित। इसलिए, मिथ्या तकनीक EBL के अलावा विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य ohmic संपर्क के साथ microelectrode निर्माण के लिए एक अच्छा विकल्प हो सकता है।

हालांकि, इस अध्ययन में, मोसे 2 परत सामग्री के न्यूनतम मोटाई केवल 6 एनएम (लगभग 9-10 monolayers) तक पहुँचता है। मोटाई कम से कम 5 monolayers के साथ ultrathin परत सामग्री के लिए बिजली के संपर्क गुणवत्ता अभी भी अज्ञात है। यह Ultrathin परत सामग्री में संपर्क क्षेत्र पूरी तरह से alloyed किया जा सकता है उम्मीद है कि पं मो-se मिश्र क्योंकिआयन बमबारी से प्रेरित मोटाई (25-30) एनएम सामग्री मोटाई की तुलना में अधिक है। इसके अलावा काम अभी भी मिथ्या दृष्टिकोण का उपयोग कर ओमिक संपर्क संपत्ति पर मिश्र धातु प्रभाव विस्तृत करने के लिए आवश्यक है।

हकीकत में, मिथ्या बयान विधि माइक्रोमीटर और नैनोमीटर तराजू पर सामग्री मिलिंग या नक़्क़ाशी के लिए मुख्य रूप से विकसित किया गया था। धातु बयान कोटिंग या सामग्री सतहों की रक्षा करने के लिए विधि का केवल एक विस्तारित इस्तेमाल होता है। हालांकि, इस रिपोर्ट में, मिथ्या बयान विधि परत अर्धचालक nanostructures में ओमिक संपर्क निर्माण के लिए अपनाया गया था। इन 2 डी में nanomaterials में परिवहन संपत्तियों पर मोटाई प्रभाव का अवलोकन मिथ्या बयान विधि के प्रयोग के द्वारा मदद की थी। विश्वसनीय ओमिक संपर्क गुणवत्ता के साथ माइक्रोमीटर या submicrometer पैमाने पर इलेक्ट्रोड निर्माण एक चुनौती रहा है और इस तरह nanomaterials के मौलिक बिजली के लक्षण वर्णन, संपर्क resis के उन्मूलन के रूप में आवेदन की एक किस्म के लिए महत्वपूर्ण हैइलेक्ट्रॉनिक डिवाइस के प्रसंस्करण के लिए दूरी, और सामग्री सतहों के स्थानीय धातुरूप। मिथ्या बयान विधि का उपयोग कर परत nanomaterials पर microelectrode निर्माण के प्रदर्शन के शिक्षाविदों और उद्योग में भविष्य के शोधकर्ताओं और इंजीनियरों के लिए एक महत्वपूर्ण और उपयोगी संदर्भ के रूप में सेवा कर सकते हैं।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
HRTEM&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 Bruker (https://www.bruker.com/products/x-ray-diffraction-and-elemental-analysis/x-ray-diffraction/d2-phaser/learn-more.html) D2 PHASER X-ray Diffractometer
Raman Renishaw (http://www.renishaw.com/en/renishaw-enhancing-efficiency-in-manufacturing-and-healthcare--1030) inVia Raman microscope system
Keithley-4200 keithley (http://www.keithley.com.tw/products/dcac/currentvoltage/4200scs) 4200scs
ultralow current leakage cryogenic probe station Lakeshore Cryotronics (http://www.lakeshore.com/) TTP4
copper foil tape 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 paste Well-Being (http://www.gredmann.com/about.htm) MS-5000
Cu wire Guv Team (http://www.guvteam.com) ICUD0D01N
dicing tape Nexteck (http://www.nexteck-corp.com/tw/product-tape.html) contact vender
mica Centenary Electronic (http://100y.diytrade.com/sdp/307600/4/pl-1175840/0.html) T0-200
enamel wire Light-Tech Electronics (http://www.ltc.com.tw/product_info.php/products_id/57631) S.W.G #38

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References

  1. 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).
  2. Ataca, C., Sahin, H., Ciraci, S. Single-layer MX2 transition-metal oxides and dichalcogenides in a honeycomb-like structure. J. Phys. Chem. C. 116 (16), 8983-8999 (2012).
  3. Wang, Q. H., Kalantar-Zadeh, K., Kis, A., Coleman, J. N., Strano, M. S. Electronics and optoelectronics of two-dimensional transition metal dichalcogenides. Nature Nanotech. 7 (11), 699-712 (2012).
  4. Mak, K. F., Lee, C., Hone, J., Shan, J., Heinz, T. F. Atomically thin MoS2: A new direct-gap semiconductor. Phys. Rev. Lett. 105 (13), 136805 (2010).
  5. Splendiani, A., et al. Emerging photoluminescence in monolayer MoS2. Nano Lett. 10 (4), 1271-1275 (2010).
  6. Lebègue, S., Eriksson, O. Electronic structure of two-dimensional crystals from ab initio theory. Phys. Rev. B. 79 (11), 115409 (2009).
  7. Kuc, A., Zibouche, N., Heine, T. Influence of quantum confinement on the electronic structure of the transition metal sulfide TS2. Phys. Rev. B. 83 (24), 245213 (2011).
  8. Yoffe, A. D. Layer compounds. Annu. Rev. Mater. Sci. 3, 147-170 (1993).
  9. Chen, Y., et al. Tunable band gap photoluminescence from atomically thin transition-metal dichalcogenide alloys. ACS Nano. 7 (5), 4610-4616 (2013).
  10. Radisavljevic, B., Kis, A. Mobility engineering and a metal-insulator transition in monolayer MoS2. Nature Mater. 12 (9), 815-820 (2013).
  11. Zhang, Y., Ye, J., Matsuhashi, Y., Iwasa, Y. Ambipolar MoS2 thin flake transistors. Nano Lett. 12 (3), 1136-1140 (2012).
  12. Liu, H., Neal, A. T., Ye, P. D. Channel length scaling of MoS2 MOSFETs. ACS Nano. 6 (10), 8563-8569 (2012).
  13. Ghatak, S., Pal, A. N., Ghosh, A. Nature of electronic states in atomically thin MoS2 field-effect transistors. ACS Nano. 5 (10), 7707-7712 (2011).
  14. Ong, Z. Y., Fischetti, M. V. Mobility enhancement and temperature dependence in top-gated single-layer MoS2. Phys. Rev. B. 88 (16), (2013).
  15. Hwang, W. S., et al. Comparative study of chemically synthesized and exfoliated multilayer MoS2 field-effect transistors. Appl. Phys. Lett. 102 (4), 165316 (2013).
  16. Park, W., et al. Oxygen environmental and passivation effects on molybdenum disulfide field effect transistors. Nanotechnology. 24 (9), 095202 (2013).
  17. Wu, W., et al. High mobility and high on/off ratio field-effect transistors based on chemical vapor deposited single-crystal MoS2 grains. Appl. Phys. Lett. 102 (14), 142106 (2013).
  18. Larentis, S., Fallahazad, B., Tutuc, E. Field-effect transistors and intrinsic mobility in ultra-thin MoSe2 layers. Appl. Phys. Lett. 101 (22), 223104 (2012).
  19. Bolotin, K. I., et al. Ultrahigh electron mobility in suspended graphene. Solid State Commun. 146 (9), 351-355 (2008).
  20. Novoselov, K. S., et al. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene. Nature. 438 (7065), 197-200 (2005).
  21. Zhang, Y., Tan, Y. W., Stormer, H. L., Kim, P. Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry's phase in graphene. Nature. 438 (7065), 201-204 (2005).
  22. Radisavljevic, B., Radenovic, A., Brivio, J., Giacometti, V., Kis, A. Single-layer MoS2 transistors. Nature Nanotech. 6 (3), 147-150 (2011).
  23. Chang, C. Y., et al. Electrical transport properties of single GaN and InN nanowires. J. Electro. Mater. 35 (4), 738-743 (2006).
  24. Calarco, R., et al. Size-dependent photoconductivity in MBE-grown GaN-nanowires. Nano. Lett. 5 (5), 981-984 (2005).
  25. Soci, C., et al. ZnO nanowire UV photodectors with high internal gain. Nano Lett. 7 (4), 1003-1009 (2007).
  26. Nam, D. T., Fischer, J. E. Disorder effects in focused-ion-beam-deposited Pt contacts on GaN nanowires. Nano Lett. 5 (10), 2029-2033 (2005).
  27. Chen, R. S., et al. Anomalous quantum efficiency for photoconduction and its power dependence in metal oxide semiconductor nanowires. Nanoscale. 5 (15), 6867-6873 (2013).
  28. Chen, R. S., Tang, C. C., Shen, W. C., Huang, Y. S. Thickness-dependent electrical conductivities and ohmic contacts in transition metal dichalcogenides multilayers. Nanotechnology. 25 (41), (2014).
  29. Huang, Y. H., Peng, C. C., Chen, R. S., Huang, Y. S., Ho, C. H. Transport properties in semiconducting NbS2 nanoflakes. Appl. Phys. Lett. 105 (9), (2014).
  30. Hu, S. Y., Liang, C. H., Tiong, K. K., Lee, Y. C., Huang, Y. S. Preparation and characterization of large niobium-doped MoSe2 single crystals. J. Crystal Growth. 285 (3), 408-414 (2005).
  31. Das, S., Appenzeller, J. Where does the current flow in two-dimensional layered systems. Nano Lett. 13 (7), 3396-3402 (2013).
  32. Cullity, B. D. Elements of X-ray Diffraction. , 2nd ed, Addison-Wesley Publishing Company, Inc. Boston, Massachusetts. (1978).
  33. Jadczak, J., et al. Composition dependent lattice dynamics in MoSxSe(2-x) alloys. J. Appl. Phys. 116 (19), 193505 (2014).
  34. Raman Scattering in Materials Science. Weber, W. H., Merlin, R. , Springer Science. Verlag, Berlin. (2000).
  35. Tonndorf, P., et al. Photoluminescence emission and Raman response of monolayer MoS2, MoSe2, and WSe2. Opt. Express. 21 (4), 4908-4916 (2013).
  36. Hu, S. Y., Liang, C. H., Tiong, K. K., Lee, Y. C., Huang, Y. S. Preparation and characterization of large niobium-doped MoSe2 single crystals. J. Crystal Growth. 285 (3), 408-414 (2005).
  37. Hu, S. Y., Liang, C. H., Tiong, K. K., Huang, Y. S. Effect of Re dopant on the electrical and optical properties of MoSe2 single crystals. J. Alloys Compounds. 442 (1-2), 1-2 (2007).
  38. Bougouma, M., et al. Growth and characterization of large, high quality MoSe2 single crystals. J. Crystal Growth. 363, 122-127 (2013).

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इंजीनियरिंग अंक 106 ध्यान केंद्रित आयन बीम (मिथ्या) ओमिक संपर्क परत अर्धचालक मोलिब्डेनम diselenide (मोसे मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड (राज्यमंत्री विद्युत चालकता परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी (AFM) उच्च संकल्प संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (HRTEM) चयनित क्षेत्र इलेक्ट्रॉन diffractometry (Saed) ऊर्जा फैलानेवाला एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDX)
Ohmic संपर्क निर्माण एक केंद्रित आयन बीम तकनीक और बिजली के लक्षण वर्णन लेयर सेमीकंडक्टर Nanostructures के लिए उपयोग करना
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Chen, R. S., Tang, C. C., Shen, W.… More

Chen, R. S., Tang, C. C., Shen, W. C., Huang, Y. S. Ohmic Contact Fabrication Using a Focused-ion Beam Technique and Electrical Characterization for Layer Semiconductor Nanostructures. J. Vis. Exp. (106), e53200, doi:10.3791/53200 (2015).

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