Chemische Montage von atomar dünnen Transistoren und Schaltkreisen in großem Maßstab

Titel	Chemische Montage von atomar dünnen Transistoren und Schaltkreisen in großem Maßstab
Autoren	Mervin Zhao, Yu Ye, Yimo Han, Yang Xia, Hanyu Zhu, Yuan Wang, David A. Muller, Xiang Zhang
Datum	12/15/2015
DOI	10.1038/nnano.2016.115
Einführung	Die anhaltende Nachfrage nach verbesserter Funktionalität, Leistung und Miniaturisierung in integrierten Schaltkreisen macht die Entwicklung fortschrittlicher Materialien jenseits des herkömmlichen Siliziums erforderlich. Kohlenstoff-Nanoröhren und Halbleiter-Nanodrähte sind zwar vielversprechend, ihre breite Anwendung stößt jedoch aufgrund der komplexen Herstellungsanforderungen für eine groß angelegte Produktion auf Hindernisse. Zweidimensionale (2D) Materialien wie lückenloses Graphen und halbleitende Übergangsmetall-Dichalcogenide (TMDCs) stellen aufgrund ihrer atomaren Dünnheit, chemischen Robustheit und Skalierbarkeit überzeugende Alternativen dar. Die präzise räumliche Anordnung von metallischen und halbleitenden atomaren Dünnschichten für elektronische 2D-Strukturen stellt jedoch nach wie vor eine große Hürde dar und behindert die Integration atomarer Elemente in moderne elektronische Systeme. Diese Arbeit beschreibt die groß angelegte, räumlich kontrollierte Synthese von einschichtigem Molybdändisulfid (MoS2) in direktem seitlichen Kontakt mit leitfähigem Graphen. Die mikroskopische Analyse bestätigt, dass sich einlagiges MoS2 an der Graphenkante ablagert und eine laterale 2D-Heterostruktur bildet. Die chemisch aufgebauten 2D-Atomtransistoren, die aus diesen Heterostrukturen hergestellt wurden, weisen eine hohe Transkonduktanz (10 µS), beeindruckende On-Off-Verhältnisse (10^6) und eine bemerkenswerte Mobilität (20 cm^2 V^-1 s^-1) auf. Darüber hinaus haben wir 2D-Logikschaltungen konstruiert, einschließlich eines NMOS-Inverters mit Heterostruktur, der eine hohe Spannungsverstärkung von bis zu 70 aufweist, die durch die präzise Ortsselektivität dieser atomar dünnen leitenden und halbleitenden Kristalle ermöglicht wird. Diese skalierbare chemische Montagemethode für 2D-Heterostrukturen hat das Potenzial, eine neue Ära der zweidimensionalen elektronischen Schaltungen und Computer einzuleiten.
Zitat	Mervin Zhao, Yu Ye und Yimo Han et al. Chemische Montage von atomar dünnen Transistoren und Schaltkreisen in großem Maßstab. 2015. DOI: 10.1038/nnano.2016.115
Element	Kohlenstoff (C) , Molybdän (Mo) , Schwefel (S) , Silizium (Si)
Materialien	Kristalle
Industrie	Elektronik

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