研究目的
研究电子束辐照对少层二硫化钼场效应晶体管输运特性和场发射特性的影响。
研究成果
低能电子束辐照通过正电荷在二氧化硅中俘获，提高了载流子迁移率并使阈值电压负向偏移，从而增强了少层二硫化钼场效应晶体管的输运特性。场发射表征显示其具有低开启电场、高稳定性以及场增强因子随距离非单调变化的特性，表明二硫化钼在冷阴极应用方面具有潜力。该研究为辐照条件下的缺陷工程和器件性能优化提供了见解。
研究不足
该研究仅限于低能电子束辐照（最高10 keV）和特定剂量（最高100 e-/nm2），未探究更高能量或不同辐照类型的影响。二硫化钼的功函数存在不确定性且可能变化，从而影响场发射分析。测量在真空中进行，避免了空气暴露效应但未予研究。样品尺寸与层数针对少层二硫化钼设定，结果可能不适用于单层或块体材料。
1：实验设计与方法选择：
在高真空扫描电子显微镜（SEM）腔室内对MoS2场效应晶体管进行电学特性测试，研究低能（最高10 keV）电子束辐照（EBI）的影响。该方法包括辐照前后的原位测量，使用半导体参数分析仪进行电学测量，SEM用于成像和辐照操作。
2：样品选择与数据来源：
采用SiO2(300nm)/p-Si衬底上化学气相沉积（CVD）合成的少层MoS2薄片。通过显微拉曼光谱表征样品层数。
3：实验设备与材料清单：
设备包括蔡司LEO 1430 SEM、纳米探针系统钨针尖、Keithley 4200-SCS半导体参数分析仪及配备532 nm激光源的显微拉曼光谱仪。材料包含MoS2薄片、Ti/Au电极及SiO2/p-Si衬底。
4：实验流程与操作步骤：
MoS2薄片通过CVD合成。采用电子束光刻和剥离工艺制备电学接触。在10 keV能量、0.2 nA束流条件下，于SEM腔室内进行EBI前后的电学测量（输出特性与转移特性）。通过调节钨针尖的阴极-阳极间距进行场发射测量。
5：2 nA束流条件下，于SEM腔室内进行EBI前后的电学测量（输出特性与转移特性）。通过调节钨针尖的阴极-阳极间距进行场发射测量。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：采用福勒-诺德海姆理论分析场发射数据，线性拟合计算载流子迁移率，统计方法评估稳定性。提取阈值电压、载流子迁移率、开启电场及场增强因子等参数。
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Scanning Electron Microscope
LEO 1430
Zeiss
Used for imaging the samples and performing electron beam irradiation inside its vacuum chamber.
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Semiconductor Parameter Analyzer
4200-SCS
Keithley
Serves as a source-measurement unit (SMU) to apply bias and measure current with high sensitivity.
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Micro-Raman Spectrometer
Used for Raman spectroscopy to identify the number of layers in MoS2 flakes.
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Nanoprobes System
Mounted with tungsten tips for electrical measurements and field emission characterization inside the SEM chamber.
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Tungsten Tips
Used as probes for electrical connections and as anode in field emission measurements.
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