《高性能石墨烯/二硫化鉬接觸特性及機理研究》是依託西安電子科技大學，由寧靜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高性能石墨烯/二硫化鉬接觸特性及機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：寧靜
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
近年來，以石墨烯、二硫化鉬為代表的二維材料與器件成為國際半導體的研究熱點。其中二硫化鉬/金屬界面的接觸電阻問題已經嚴重阻礙了電晶體的性能。本項目針對國際二維材料在半導體器件接觸電極研究中的熱點和難點，將石墨烯零帶隙金屬性與二硫化鉬寬頻隙的半導體性相結合，利用多孔納米結構的構築剪裁，得到接近零勢壘的歐姆接觸，並建立完善的接觸電極電荷輸運模型。重點研究基於合金選擇性刻蝕的機理，通過多孔結構的構築和外延生長技術的結合，製備末端相連的有序石墨烯邊緣以增強與二硫化鉬、金屬間界面接觸。通過石墨烯納米結構的剪裁、能帶調控，探究二硫化鉬層數、界面散射之間的關在線上制，為接觸電極的套用提供理論和實驗基礎。這項工作將利於豐富納米結構技術和二維材料電子輸運理論體系，並在介觀體系中觀察二硫化鉬的關在線上制開闢新道路。對於的加快二維材料在積體電路及柔性電子器件領域實用化進程，具有非常重要的科學意義及套用價值。
結題摘要
本項目針對二維材料在半導體器件接觸電極研究中的熱點和難點，將石墨烯零帶隙金屬性與二硫化鉬寬頻隙的半導體性相結合，利用多孔納米結構的構築剪裁，得到接近優良的歐姆接觸，並建立完善的接觸電極電荷輸運模型。本項目進展順利，在CVD法製備單晶石墨烯方面取得了突破性進步晶圓面積從2英寸到2米，而單晶晶疇尺寸從最初的數十微米，到超過一毫米，也給石墨烯器件製備提供堅實基礎；首次採用低氣壓化學氣相沉積技術一步法直接新型多孔雪花狀石墨烯基納米結構，該結構具有良好的電學性能，為新型電極接觸提供基礎；研究了不同氧電漿處理時間下不同層狀石墨烯膜與Ti/Au電極的二硫化鉬膜的接觸電阻，獲得了低的接觸電阻。基於石墨烯/二硫化鉬范德華 外延異質結，利用多孔納米結構的調控使得接觸勢壘低，從而得到低接觸電阻、高遷移率的電晶體特性。通過石墨烯納米結構的剪裁、能帶調控，揭示了二硫化鉬層數、界面散射之間的關在線上制，為接觸電極的套用提供理論和實驗基礎。這項工作將利於豐富納米結構技術和二維材料電子輸運理論體系，並在介觀體系中觀察二硫化鉬的關在線上制開闢新道路。對於加快二維材料在積體電路及柔性電子器件領域實用化進程，具有非常重要的科學意義及套用價值。在本項目的資助下，項目負責人以第一作者及通訊作者發表SCI論文7篇，申請及授權國家發明專利共11項，其中成果轉化2項，順利完成既定目標。
