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epitaxial van der waals contacts for low schottky barrier MoS_(2) field effect transistors

Nano Research 2023年第9期16卷 11832-11838页

作者： Huawei Liu Lizhen Fang Xiaoli Zhu Chenguang Zhu Xingxia Sun Gengzhao Xu Biyuan Zheng Ying Liu Ziyu Luo Hui Wang Chengdong Yao Dong Li Anlian Pan Key Laboratory for Micro-Nano Physics and Technology of Hunan Province State Key Laboratory of Chemo/Biosensing and ChemometricsCollege of Materials Science and EngineeringHunan UniversityChangsha 410082China Hunan Institute of Optoelectronic Integration Hunan UniversityChangsha 410082China Suzhou Institute of Nano-tech and Nano-Bionics Chinese Academy of SciencesSuzhou 215123China

Small contact resistance and low Schottky barrier height(SBH)are the keys to energy-efficient electronics and ***-dimensional(2D)semiconductors-based field effect transistors(FETs),holding great promise for next-generation information circuits,still suffer from poor contact quality at the metal–semiconductor junction interface,which severely hinders their further ***,a novel contact strategy is proposed,where Bi_(2)Te_(3)nanosheets with high conductivity were in-situ epitaxially grown on MoS_(2)as van der waals contacts,which can effectively avoid the damage to MoS_(2)caused during the device manufacturing process,leading to a high-performance MoS_(2)***,the small work function difference between Bi_(2)Te_(3)and MoS_(2)(Bi_(2)Te_(3):4.31 eV,MoS_(2):4.37 eV,measured by Kelvin probe force microscopy(KPFM)),enables small band bending and Ohmic contact at the junction *** characterizations indicate that the MoS_(2)FET device with Bi_(2)Te_(3)contacts possesses a high current on/off ratio(5×107),large effective carrier mobility(90 cm^(2)/(V·s)),and low flat-band SBH(60 meV),which is favorable as compared with MoS_(2)FET with traditional Cr/Au electrodes contacts,and superior to the vast majority of the reported chemical vapor deposition(CVD)MoS_(2)-based FET *** demonstration of epitaxial van der waals Bi_(2)Te_(3)contacts will facilitate the application of 2D MoS_(2)nanosheet in next-generation low-power consumption electronics and optoelectronics.

关键词： heterojunction van der waals epitaxial mobility Schottky barrier transistors

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