SCOPUS
SCIE
Ultrahigh Gauge Factor in Graphene/MoS<sub>2</sub> Heterojunction Field Effect Transistor with Variable Schottky Barrier
저자
Lee, Ilmin ; Kang, Won Tae ; Shin, Yong Seon ; Kim, Young Rae ; Won, Ui Yeon ; Kim, Kunnyun ; Duong, Dinh Loc ; Lee, Kiyoung ; Heo, Jinseong ; Lee, Young Hee ; Yu, Woo Jong
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
8392-8400(9쪽)
제공처
<P>Piezoelectricity of transition metal dichalcogenides (TMDs) under mechanical strain has been theoretically and experimentally studied. Powerful strain sensors using Schottky barrier variation in TMD/metal junctions as a result of the strain-induced lattice distortion and associated ion-charge polarization were demonstrated. However, the nearly fixed work function of metal electrodes limits the variation range of a Schottky barrier. We demonstrate a highly sensitive strain sensor using a variable Schottky barrier in a MoS<SUB>2</SUB>/graphene heterostructure field effect transistor (FET). The low density of states near the Dirac point in graphene allows large modulation of the graphene Fermi level and corresponding Schottky barrier in a MoS<SUB>2</SUB>/graphene junction by strain-induced polarized charges of MoS<SUB>2</SUB>. Our theoretical simulations and temperature-dependent electrical measurements show that the Schottky barrier change is maximized by placing the Fermi level of the graphene at the charge neutral (Dirac) point by applying gate voltage. As a result, the maximum Schottky barrier change (ΔΦ<SUB>SB</SUB>) and corresponding current change ratio under 0.17% strain reach 118 meV and 978, respectively, resulting in an ultrahigh gauge factor of 575 294, which is approximately 500 times higher than that of metal/TMD junction strain sensors (1160) and 140 times higher than the conventional strain sensors (4036). The ultrahigh sensitivity of graphene/MoS<SUB>2</SUB> heterostructure FETs can be developed for next-generation electronic and mechanical-electronic devices.</P>
[FIG OMISSION]</BR>
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