合成モノレイヤMoS2デバイスにおける低変動性

MoS2のような二次元（2D）材料の応用に多くの関心が寄せられているにもかかわらず、これまでの研究は主に単一または少数のデバイスに焦点を当ててきました。ここでは、化学蒸着により合成されたモノレイヤMoS2からの数百のトランジスタの変動性を検討します。超クリーンな製造は、∼3 Åの低い表面粗さと、材料の原子的に薄い性質を考慮した場合、驚くほど低いデバイスパラメータの変動性をもたらします。しきい値電圧の変動と非常に低いヒステリシスは、∼10^11 cm−2程度の電荷密度とトラップの変動を示唆しています。3つの抽出方法（場効果、Y関数、および有効移動度）が独立して、エリア＞1 cm^2で30から45 cm²/V/s（10パーセンタイルから90パーセンタイル；最高値∼48 cm²/V/s）の移動度を明らかにします。電気的特性は、スキャンケルビンプローブ顕微鏡で測定された小さな伝導帯オフセット（∼55 meV）の原因となる二重層領域の存在に対して驚くほど免疫があります。これは、同等の厚さのSiフィルムにおけるエネルギー変動に比べて1オーダー程度低いです。データはまた、材料の変動性が回路変動に与える影響を理解するためにモンテカルロ回路シミュレーションへの入力として使用されます。これらの進展は、2D半導体を機能的システムにスケールアップするために必要な重要な欠落ステップに対処しています。