研究目的
采用逐层真空堆叠转移法制备具有精确层数控制的晶圆级多层MoS2薄膜，并研究其在场效应晶体管中的电学性能，旨在实现高迁移率与电流开关比之间的平衡，以满足集成电路实际应用需求。
研究成果
逐层真空堆叠转移法成功制备出层数可控、均匀且无损的多层MoS?薄膜。电学表征显示，双层MoS?场效应晶体管（2L-MoS? FETs）的迁移率（32.5 cm2V?1s?1）显著高于单层MoS?，而双层与三层MoS?在迁移率和开关比之间实现了良好平衡，适用于实际电路应用。双栅极结构增强了静电控制能力，展现出基于过渡金属硫化物（TMD）的先进电子器件的潜力。该研究推进了晶圆级TMD器件的制备技术。
研究不足
转移过程可能引入污染，多层器件阈值电压的负向偏移即表明了这一点。背栅场效应晶体管结构需要高漏源电压才能实现夹断，且金属-二硫化钼界面处的肖特基势垒依然存在，这可能会限制器件性能。该方法仅适用于二硫化钼，若不做修改可能无法直接应用于其他过渡金属硫化物。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用逐层真空堆叠转移法，将化学气相沉积（CVD）生长的单层MoS2制备成多层MoS2薄膜。该方法旨在克服直接CVD生长均匀多层薄膜的局限性。通过背栅和双栅场效应晶体管（FET）结构评估电学性能。
2：样品选择与数据来源：
在SiO2/Si衬底上通过CVD连续合成单层MoS2薄膜，以此作为基础进行转移制备多层薄膜（1L至4L）。电学测量在制备的FET阵列上进行。
3：实验设备与材料清单：
设备包括双温区CVD系统、热释放胶带（TRT）、光刻胶（MMA/PMMA）、真空堆叠装置、原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱仪（514 nm激发）、透射电子显微镜（TEM）、直写光刻机（MicroWriter ML3）、电子束蒸发系统及电学测量装置。材料包含硫粉（Alfa Aesar，99.999%）、三氧化钼粉末（Alfa Aesar，99.95%）、300 nm SiO2重掺p型硅晶圆、金电极材料及二氧化铪介电层材料。
4：3）、电子束蒸发系统及电学测量装置。材料包含硫粉（Alfa Aesar，999%）、三氧化钼粉末（Alfa Aesar，95%）、300 nm SiO2重掺p型硅晶圆、金电极材料及二氧化铪介电层材料。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤： - 单层MoS2的CVD合成：在CVD系统中加热硫和三氧化钼生长连续薄膜。
5：数据分析方法：
场效应迁移率通过公式μ = (?IDS/?VGS) * (L/W) * (1/(Ci * VDS))计算（Ci为单位面积电容），阈值电压通过线性外推法提取，并对多个器件进行统计分析以评估均匀性。
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MicroWriter ML3
ML3
MicroWriter
Used for direct-writing photolithography to pattern electrodes in FET fabrication.
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Thermal Release Tape
Used to peel and transfer MoS2 films during the layer-by-layer stacking process.
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Sulfur Powder
Alfa Aesar
Used as a precursor in CVD synthesis of MoS2 films.
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MoO3 Powder
Alfa Aesar
Used as a precursor in CVD synthesis of MoS2 films.
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Atomic Force Microscopy
Used to characterize the surface morphology and thickness of transferred MoS2 films.
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Raman Spectroscopy
Used with 514 nm excitation to confirm layer number and crystalline quality of MoS2 films.
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Transmission Electron Microscopy
Used to characterize the multilayer structure of transferred MoS2 films.
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Electron-Beam Evaporation System
Used to deposit Au electrodes for FET fabrication.
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