SmartMat |Highlight：范德瓦尔斯探针方法
学术
科技
2024-09-09 08:41
天津
Tiantian Zhou, Deyang Ji. A Van der Waals plug-and-probe approach. SmartMat. 2023; 4: e1180.
https://doi.org/10.1002/smm2.1180
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“超越摩尔”的方法将打破基本的材料挑战，并扩展硅基电子产品的小型化，用于特定的应用领域，如“物联网”和人工智能。二维(2D)半导体和卤化铅钙钛矿(LHPs)具有巨大的潜力，由于其固有的优点，它们是新一代电子材料的有力竞争者。然而，它们过于精细，与传统的材料同化和器件制造不一致，使得难以检测其固有特性。范德华(vdW)集成提供了一种低能量，非破坏性的集成方法，超越了加工兼容性要求的限制，并且有在二维半导体材料和LHPs上使用vdW集成进行介电，欧姆或肖特基接触集成的先例。然而，同时使用触点和高k闸电介质的vdW集成仍然是一个很大的挑战。
图 1. 二维材料上的探针方法和装置。(A)通过高k栅极和触点的一步vdW集成来制造top-gated晶体管的插拔探针工艺原理图。(B)牺牲衬底上石墨烯的源漏触点和栅极介电堆的光学显微镜图像。(C)具有原子清洁vdW界面的转移Y2O3/MoS2界面的高分辨率透射电镜横截面图像。(D) MoS2晶体管的转移曲线。(E) 60 V后栅电压下MoS2晶体管在不同顶栅电压下的输出曲线。(F)不同后门电压下WSe2晶体管的传递曲线。Copyright 2022, Springer Nature.图 2. CVD生长的单层MoS2和top-gated CsPbBr3晶体管阵列上的探针晶体管阵列。(A) CVD MoS2上vdW集成顶门控晶体管的光学显微镜图像。(B) (A)中标记区域的放大图像。黑色虚线矩形表示有图案的MoS2。(C)Top-gated钙钛矿晶体管的光学显微镜图像。(D) (C)中标记区域的放大图像。(E)阵列中CVD MoS2晶体管的输出曲线，Vbg = 80 V。(F)阵列中18个晶体管在80 V栅极电压下的转移曲线，Vds = 0.5 V。插图:阵列内设备的阈值电压直方图。(G)阵列中器件的SS直方图。(H)典型钙钛矿晶体管的输出曲线。(1) 120 μW/cm2白光下钙钛矿晶体管的转移曲线。(J)所报道的无机(CrPbBr3)和有机-无机铅杂化钙钛矿晶体管在迁移率和片层电导率方面的性能比较。Copyright 2022, Springer Nature.
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作者简介
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纪德洋，教授，博导，天津大学分子聚集态科学研究院教授。2009年获得中国海洋大学材料化学专业学士学位，2014年毕业于中国科学院化学研究所，获得理学博士学位，师从胡文平研究员。随后赴德国明斯特大学物理系Harald Fuchs教授课题组从事博士后研究。于2019年10月全职加入天津大学。
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