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Preparation of Large-area Vertical 2D Crystal Hetero-structures Through the Sulfurization of Transition Metal Films for Device Fabrication
Published on: November 28, 2017
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El dopaje de transferencia de carga superficial estable en el aire de MoS2 por el bencilo viologen
Daisuke Kiriya1, Mahmut Tosun, Peida Zhao
1Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California , Berkeley, California 94720, United States.
Journal of the American Chemical Society
|May 20, 2014
Resumen
Benzyl viologen (BV) permite el n-doping estable en el aire de las escamas de disulfuro de molibdeno (MoS2), logrando límites de dopaje degenerados. Este método de transferencia de carga superficial mejora el rendimiento del dispositivo y permite un control reversible de la densidad del portador.
Área de la Ciencia:
- Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
- Física de la materia condensada Física de la materia condensada
- Química de las superficies.
Sus antecedentes:
- El dopaje estable en el aire es crucial para los dicalcogenuros de metales de transición (TMD) en dispositivos electrónicos y optoelectrónicos.
- Lograr altas densidades de portadores y estabilidad en los TMD sigue siendo un desafío significativo.
Objetivo del estudio:
- Para demostrar el dopaje de transferencia de carga superficial estable en el aire del disulfuro de molibdeno (MoS2) con el uso de bencilo viógeno (BV).
- Investigar el impacto del dopaje BV en las propiedades de MoS2 y el rendimiento del dispositivo.
- Explorar la reversibilidad y el control de los niveles de dopaje.
Principales métodos:
- Se utiliza el bencilviólogo (BV) como donante de transferencia de carga superficial para las escamas de MoS2.
- Muestras de MoS2 dopadas caracterizadas para su estabilidad en el aire y el vacío.
- Transistores de efecto de campo (FET) de puerta superior fabricados con contactos dopados con BV.
Principales resultados:
- Se logró una alta densidad de lámina de electrones (~1.2 × 10^13 cm^-2), alcanzando el límite de dopaje degenerado para MoS2.2.
- Se ha demostrado una excelente estabilidad al aire y al vacío del MoS2.2, dopado con BV.
- Reducción de la resistencia de contacto en las uniones metálicas por más de un factor de 3.
- FETs fabricados con excelentes características de conmutación (subumbral de oscilación ~77 mV / década).
- Se ha demostrado la eliminación reversible de los dopantes de la BV utilizando tolueno.
Conclusiones:
- Benzyl viologen es un donante de superficie eficaz para lograr un n-doping estable y degenerado en MoS2.
- El dopaje BV mejora significativamente la resistencia al contacto y el rendimiento del transistor.
- La naturaleza reversible del dopaje BV ofrece un control bajo demanda sobre la densidad del portador y la funcionalidad del dispositivo.
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