研究目的
研究采用飞秒激光加工技术制备由黑磷和二硫化钼构成的对称双极结型晶体管(SBJT)及其性能,并将其作为栅极可调光电晶体管的应用。
研究成果
该研究提出了一种利用FSLP从p型黑磷(BP)和n型二硫化钼(MoS2)制备对称PNP自旋结双极晶体管(SBJT)的新型便捷方法。由于具有对称能带结构,该SBJT展现出双向电学输出特性,可作为光电晶体管使用,其最大光电响应率达151 mA/W,光电流增益β约21。结果表明基于二维材料开发多功能异质结构器件具有潜力。
研究不足
SBJT的电流增益β相对较低(不同配置下分别为~6和~3),这归因于激光加工形成的间隙尺寸以及BP与MoS2之间的掺杂浓度失配。通过优化器件结构(如缩短发射极与集电极之间的间隙宽度)可提升性能。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用飞秒激光加工(FSLP)技术,以p型黑磷(BP)和n型二硫化钼(MoS2)制备对称双极结型晶体管(SBJT)。该方法包括使用FSLP切割BP薄片,并通过干法转移技术用MoS2连接它们。
2:样品选择与数据来源:
BP和MoS2薄片通过机械剥离法获得并转移至SiO2/p+掺杂硅衬底上,薄片厚度采用原子力显微镜测量。
3:实验设备与材料清单:
飞秒激光器(800纳米波长,35飞秒脉宽,30毫瓦功率)、磁控溅射仪用于电极沉积、共聚焦拉曼/原子力显微镜系统用于表征。
4:实验流程与操作步骤:
制备过程包含BP剥离、FSLP切割、MoS2转移桥接BP片段、沉积hBN作为顶栅介质层以及金电极图案化。
5:数据分析方法:
通过半导体参数分析仪进行电学与光电测量,并采集扫描光电流图像(SPI)分析器件性能。
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800 nm, 35 fs, and 30 mW
Cutting BP flakes for the fabrication of the SBJT
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