SCMs|通过镓离子束辐照调控单层MoS2晶体管的阈值电压

对原子层厚度二维(2D)过渡金属硫化物(TMDCs)电子属性的调控是实现其新型光电和电子器件应用的关键。近日，厦门大学杨伟锋教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，采用聚焦低能量镓离子束辐照超薄二硫化钼，通过缺陷工程实现了原子层级的位点缺陷调控。

研究发现二硫化钼表面缺陷可以通过精确控制镓离子束的能量和剂量来实现低损伤的镓掺杂。此外，在镓离子注入后，单层二硫化钼晶体管的阈值电压实现了超过70 V的迁移。第一性原理计算证实镓杂质离子在单层二硫化钼的费米能级附近引入一个位于价带顶0.25 eV的浅缺陷能级。

这种可控和便捷的缺陷工程方法实现了原子层深度的复杂图样区域性掺杂，进而调控超薄二维半导体的电学性能，为实现高性能的新一代光电和电子器件奠定了基础。

文章信息

Tang, B., Zhao, Y., Zhou, C. et al. Threshold voltage modulation in monolayer MoS₂ field-effect transistors via selective gallium ion beam irradiation. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1782-y

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