第一作者：Yan Wang
通訊作者：Manish Chhowalla
通訊單位：Rutgers University
研究亮點(diǎn)：
1. 在單層MoS2和3D金屬電極之間實(shí)現(xiàn)了超純范德華異質(zhì)界面。
2. 使高性能場(chǎng)效應(yīng)晶體管的遷移率得到進(jìn)一步提高。
隨著場(chǎng)效應(yīng)晶體管中半導(dǎo)體通道尺寸的減小，源極和漏極處金屬-半導(dǎo)體界面的接觸電阻增大，影響了器件性能。二維過渡金屬二硫化物，如MoS2等，已經(jīng)被證實(shí)是超薄場(chǎng)效應(yīng)晶體管的優(yōu)良半導(dǎo)體。然而，在金屬與二維過渡金屬二硫化物的界面處存在異常高的接觸電阻，因此，優(yōu)化金屬與二維半導(dǎo)體之間的相互作用至關(guān)重要。
近年來的研究表明，金屬與多層過渡金屬二硫化物間形成的范德華相互作用可實(shí)現(xiàn)良好的接觸性能。然而，三維金屬與單層二維過渡金屬二硫化物之間的范德華相互作用尚未得到證實(shí)。
2019年3月20日，加州大學(xué)洛杉磯分校段鑲鋒和黃昱教授在Nature發(fā)表展望文章，就曾對(duì)二維原子層與其他維度的材料（如0D，1D或3D塊體材料）之間的vdW集成給予高度評(píng)價(jià)和期望。
2019年3月27日，Rutgers University的Manish Chhowalla團(tuán)隊(duì)在單層MoS2等多種二維半導(dǎo)體和3D金屬電極之間實(shí)現(xiàn)了超純范德華異質(zhì)界面，并基于此實(shí)現(xiàn)了高遷移率的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，為二維半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)超薄電子器件帶來了新的動(dòng)力。
本文要點(diǎn)
1. 以金納米電極包覆的10 nm厚的銦金屬與單分子層MoS2為對(duì)象，利用掃描透射電子顯微鏡成像證明了金屬銦和二硫化鉬間的范德華相互作用。
In/Au-MoS2范德華接觸丨Nature
2. 單層MoS2的銦/金電極的接觸電阻為3000±300歐姆，多層MoS2為800±200歐姆。這些數(shù)值是在三維金屬電極與MoS2界面上觀察到的最低值之一，使高性能場(chǎng)效應(yīng)晶體管的遷移率高達(dá)到167±20 cm2 V-1 s-1。
器件性能丨Nature
3. 該策略具有高度普適性，研究人員在NbS2、WS2、WSe2等二維材料上也實(shí)現(xiàn)了低阻抗接觸界面。
參考文獻(xiàn)：
Yan Wang, Manish Chhowalla et al. Van derWaals contacts between three-dimensional metals and two-dimensionalsemiconductors. Nature 2019.
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1052-3
