Estudo de transistores de poucas camadas de MoS2
Juliana A. Martins1, Evandro Morais1, Alisson R. Cadore1, André S. Ferlauto1, Luiz O. Ladeira1, Rodrigo G. Lacerda1.
1 Universidade
Federal de Minas Gerais – UFMG, ICEX – Departamento de Física, BH. – MG, Brasil
e-mail: [email protected]
Resumo:
O material, MoS2, tem atraído grandes interesses devido as suas propriedades ópticas, eletrônicas e mecânicas. As monocamadas
de MoS2 consistem de dois planos hexagonais de átomos de S e um plano intermediário hexagonal de átomos de Mo, ligados através de
ligações iônica-covalentes com os átomos S. Quando se tem mais de uma camada, a interação entre elas é feita por ligações do tipo
Van-der-Waals, o que possibilita a técnica de clivagem micromecânica.
O bulk desse material apresenta uma banda de gap indireto de 1,2 eV e mobilidade entre 200 e 500 cm2/Vs. Quando se obtêm uma
camada, sua banda de gap passa ser direta e com valor de 1,8 eV enquanto sua mobilidade cai para 0,5 à 3 cm2/Vs.
Neste trabalho, apresentamos um processo de esfoliação do material MoS2 e a caracterização de transistores de poucas camadas.
Esfoliação
Esfoliação
Caracterizações
Amostra 2.2
Amostra 2.1
Figura 2: a) Representação tridimensional da estrutura do MoS2. b)
Esquema estrutural do FET de MoS2 juntamente com os contatos
eletrônicos usados para caracterizar o dispositivo.
Figura 1: Imagem de microscópio
óptico da amostra 1.
AFM
Figura 3: Imagem de microscópio
óptico da amostra 2.
Contatos
Amostra 2.2
Amostra 2.1
Figura 5: Espessura do MoS2 da
amostra 1
Figura 6: Imagens de microscópio óptico. Amostras 2.1 e 2.2
Medidas elétricas
Medidas elétricas
100
300
250
Amostra 2.1
200
80
VSD = 10 mV
150
100
50
ISD (A)
ISD(nA)
60
40
0V
5V
10V
15V
20V
25V
30V
50
Amostra 2.2
Amostra 2.2
40
0
-50
-100
-150
20
Vsd = 10mV
30
corrente (nA)
Figura 4: Imagens de AFM da
amostra 1
20
10
-200
-250
0
0
-300
-350
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
-0,010
70
-0,005
0,000
0,005
V (V)
Vg(V)
-20
0
20
40
Vg (V)
Figura 7: Medidas elétricas. Amostra 2.2
Figura 6: Medidas elétricas. Amostra 2.1
Resultados
Amostras
Número de camadas
Mobilidade
1
2.1
2.2
2
< 10
várias
17 cm²/Vs
26 cm²/Vs
Agradecimentos
0,010
60
80