Investigations on Field‐Effect Transistors Based on Two‐Dimensional Materials

Abstract

In the present article, experimental and theoretical investigations regarding field-effect transistors based on two-dimensional (2D) materials are presented. First, the properties of contacts between a metal and 2D material are discussed. To this end, metal-to-graphene contacts as well to transition metal dichalcogenides (TMD) are studied. Whereas metal-graphene contacts can be tuned with an appropriate back-gate, metal-TMD contacts exhibit strong Fermi level pinning showing substantially limited maximum possible drive current. Next, tungsten diselenide (WSe 2 ) field-effect transistors are presented. Employing buried-triple-gate substrates allows tuning source, channel and drain by applying appropriate gate voltages so that the device can be reconfigured to work as n-type, p-type and as so-called band-to-band tunnel field-effect transistor on the same WSe 2 flake.

Fundamental Limits for the Length of Conduction Channel in the Fet on Transition Metals Dichalcogenide Single Layer Base

“…При створенні згаданих вище пристроїв особливого значення набувають властивості контактів між провідним каналом та областями витоку і стоку. В оглядовій статті [14] представлені експериментальні та теоретичні дослідження польових транзисторів на основі 2D матеріалів. У ній описано контакти металграфен, а також метал-ДПМ.…”

“…У той час, як контакти метал-графен можна налаштувати напругою відповідного зворотного затвора, контакти метал-ДПМ демонструють сильне закріплення рівня Фермі, що означає неомічність та істотно обмежений максимально можливий струм між витоком і стоком. Далі в [14] Таким чином, актуальним стає визначення фундаментальних обмежень для мінімальних довжин каналів польових транзисторів на основі моношару ДПМ як n-, так і р-типу. Основним при цьому є питання про форму потенціального бар'єру в каналі такого транзистора при його надкоротких довжинах.…”

“…Моделювання прозорості бар'єру для реальних ультракоротких каналів на основі моношару ДПМ.На рис. 8. наведено результати розрахунку за формулою(14) коефіцієнта прозорості Р для транзистора з каналом n-MoS 2 , діелектричним проміжком HfO 2 та контактами MoS 2 (металічна модифікація, а, б) та Pt (в, г) як функцію напруги на стоку V ds та затворі V gt для різних довжин каналу L. Висота бар'єру Шотткі (5) для першого випадку складала 0.1еВ, а для другого -0,53 еВ[14]. Криві графіків рис.8 а, б корелюють з результатами, отриманими для цього випадку в [10].…”

Alternatives for Doping in Nanoscale Field‐Effect Transistors

“…status solidi physica a www.advancedsciencenews.com www.pss-a.com distance will strongly improve the device characteristics and holds promise that high performance nFET, pFET, and TFETs can be realized with electrostatic doping the same TMD flake (see Ref. [66]).…”

Scalable nanohybrids of graphitic carbon nitride and layered NiCo hydroxide for high supercapacitive performance

“…10 The 2D layered structures have advantages over bulk materials, such as the facilitated intercalation/deintercalation of ions and volume expansion, 11 and thus have been employed in various applications, such as sensing, 12 electrochemical energy storage and conversion, 13 catalysis, 14 and transistors. 15 The increased interlayer distance in 2D layered materials is advantageous for energy storage as it can facilitate the ion transport and provide a better tolerance to the volume change, unlike in bulk materials. 16 Additionally, the large surface area and number of active sites in 2D layered materials make them desirable for use as energy storage devices.…”