通过激光诱导的缺陷来降低金属-石墨烯接触电阻
Vikas Jangra1, Satender Kataria1,2, Max C Lemme1,2
1Chair of Electronic Devices, RWTH Aachen University, Otto-Blumenthal-Str. 25, 52074 Aachen, Germany.
ACS applied electronic materials
|July 29, 2024
概括
激光照射降低了石墨烯电子设备中的特定接触电阻 (RC). 这种可扩展的方法会产生缺陷,显著降低RC以提高2D材料的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 石墨烯的电子和光电子应用得到了广泛的探索.
- 金属和石墨烯之间的特定接触电阻 (RC) 差异很大 (几十个 Ωμm 到 kΩμm).
- 为石墨烯开发可制造的欧姆接触器是一个持续的研究挑战.
研究的目的:
- 引入一种可扩展的激光照射方法,用于降低接触石墨烯设备的特定接触电阻 (RC).
- 为了研究激光参数对RC的影响.
- 了解RC减少背后的物理机制.
主要方法:
- 使用532nm激光引发了石墨烯接触区域的缺陷.
- 在现场进行微型拉曼光谱,以监测缺陷诱导.
- 使用 ex situ 原子力显微镜 (AFM) 和扫描电子显微镜 (SEM) 进行物理损伤评估.
- 运用转移长度方法 (TLM) 来从不同条件下处理和未处理的设备中提取RC值.
主要成果:
- 激光照射显著降低了石墨烯设备中的RC.
- 在RC的减少与应用激光功率进行缩放.
- 获得的最低RC大约是250 Ω μm,激光功率为20mW,而未经处理的设备则为900 Ω μm.
- 观察到缺陷密度的增加,包括晶石边缘和悬挂键,与RC减少相关.
结论:
- 激光照射是一种可行且可扩展的技术,用于降低石墨烯的特定接触电阻.
- 诱导的缺陷增强了从金属到石墨烯的电荷载体注入.
- 该方法有可能改进基于石墨烯的电子和光电子设备,并可能适用于其他二维材料.
