基于MoS 2 的1D/2D结型场效应晶体管的构筑和性能研究
发布时间：2021-08-22 06:12
二维过渡金属硫属化合物（TMDs）作为二维层状材料家族的重要成员,由于其独特的物理化学特性受到了广泛的研究关注。其中,二硫化钼（MoS2）由于拥有适宜的带隙宽度（1.2-1.8 eV）、相对较好的化学稳定性和优异的光学电学性能成为了研究的热点。超薄的二维结构和相对较高的室温载流子迁移率使MoS2成为构建场效应晶体管（FET）等微电子器件的理想半导体材料。目前大多数MoS2基FET构筑都采用传统基于金属-氧化物-半导体（MOS）的背栅或顶栅结构。但单纯利用导电硅衬底施加栅极电压的背栅结构无法完成硅衬底上的单个微纳器件的独立操控,而顶栅结构会在栅极的介电层沉积工艺中对MoS2沟道产生损伤,影响沟道的电输运性能。本文利用p型纳米线材料和n型的MoS2构筑了1D/2D异质结。并基于搭建好的异质结设计制作了结型场效应晶体管（JFET）器件以期在传统MOS结构外探寻构筑MoS2基FET的其他解决方案。本文的具体研究内容如下:利用机械剥离的MoS2...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
约40种不同的TMDs化合物在元素周期表中的分布
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文大多数呈现半导体特性的层状 TMDs 而言，带隙会随层数产生明显的变TMDs 半导体为直接带隙而少数层和块体材料为间接带隙，并且带隙宽度而变大。因而可以通过控制层数的方式获得带隙在 1.1 到 2.2 eV 的半导体ReS2为代表的极少数 TMDs 材料在单层和块体时都为直接带隙[16, 17]。
但因为h-BN中有两个剩余的N的电子形成高度局域化的孤对电子，因而h-BN的带隙相对较大，体现比较差的导电性。在 TMDs 中电子结构主要由过渡金属的 d 轨道决定，正是不同的 TMDs 材料的轨道电子填充情况使其拥有了丰富的电学特性[9]。和石墨烯相同，TMDs 在层间靠弱的范德华力连接，只在层面依靠化学键相连接。这一方面为通过简单的机械剥离方式获得单层或少数层的 TMDs 材料，或是通过 CVD等方式生长大面积 TMDs 薄膜材料提供了便利，另一方面这一特性非常有利于 TMDs材料在微纳光学和电学器件领域的应用[19, 20]。研究人员可以将不同的材料可以通过堆叠构筑新奇的人造异质结构。[21-23]因材料表面并无悬挂键，获得的界面往往拥有很高的界面质量。这种人造异质结面不仅可以通过将不同的层状 TMDs 进行堆叠获得，还可以将二维的 TMDs 与其他维度的材料，如零维的量子点[24]、一维的纳米线[25-27]或三维的块体材料进行复合得到[28, 29](图 1-3)。
【参考文献】：
博士论文
[1]二维Ⅳ-Ⅵ族半导体的可控合成及其光电性能研究[D]. 周兴.华中科技大学 2017
[2]基于一维氧化铟纳米线和二维硫化钼高性能场效应晶体管的研制[D]. 邹旭明.武汉大学 2016
[3]有机薄膜晶体管中电流回滞现象及其起源研究[D]. 瞿敏妮.复旦大学 2014
本文编号：3357168
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
约40种不同的TMDs化合物在元素周期表中的分布
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文大多数呈现半导体特性的层状 TMDs 而言，带隙会随层数产生明显的变TMDs 半导体为直接带隙而少数层和块体材料为间接带隙，并且带隙宽度而变大。因而可以通过控制层数的方式获得带隙在 1.1 到 2.2 eV 的半导体ReS2为代表的极少数 TMDs 材料在单层和块体时都为直接带隙[16, 17]。
但因为h-BN中有两个剩余的N的电子形成高度局域化的孤对电子，因而h-BN的带隙相对较大，体现比较差的导电性。在 TMDs 中电子结构主要由过渡金属的 d 轨道决定，正是不同的 TMDs 材料的轨道电子填充情况使其拥有了丰富的电学特性[9]。和石墨烯相同，TMDs 在层间靠弱的范德华力连接，只在层面依靠化学键相连接。这一方面为通过简单的机械剥离方式获得单层或少数层的 TMDs 材料，或是通过 CVD等方式生长大面积 TMDs 薄膜材料提供了便利，另一方面这一特性非常有利于 TMDs材料在微纳光学和电学器件领域的应用[19, 20]。研究人员可以将不同的材料可以通过堆叠构筑新奇的人造异质结构。[21-23]因材料表面并无悬挂键，获得的界面往往拥有很高的界面质量。这种人造异质结面不仅可以通过将不同的层状 TMDs 进行堆叠获得，还可以将二维的 TMDs 与其他维度的材料，如零维的量子点[24]、一维的纳米线[25-27]或三维的块体材料进行复合得到[28, 29](图 1-3)。
【参考文献】：
博士论文
[1]二维Ⅳ-Ⅵ族半导体的可控合成及其光电性能研究[D]. 周兴.华中科技大学 2017
[2]基于一维氧化铟纳米线和二维硫化钼高性能场效应晶体管的研制[D]. 邹旭明.武汉大学 2016
[3]有机薄膜晶体管中电流回滞现象及其起源研究[D]. 瞿敏妮.复旦大学 2014
本文编号：3357168
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3357168.html
