SCOPUS
SCIE
MoTe<sub>2</sub> Lateral Homojunction Field-Effect Transistors Fabricated using Flux-Controlled Phase Engineering
저자
Ma, Rui ; Zhang, Huairuo ; Yoo, Youngdong ; Degregorio, Zachary Patrick ; Jin, Lun ; Golani, Prafful ; Ghasemi Azadani, Javad ; Low, Tony ; Johns, James E. ; Bendersky, Leonid A. ; Davydov, Albert V. ; Koester, Steven J.
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
8035-8046(12쪽)
제공처
<P>The coexistence of metallic and semiconducting polymorphs in transition-metal dichalcogenides (TMDCs) can be utilized to solve the large contact resistance issue in TMDC-based field effect transistors (FETs). A semiconducting hexagonal (2H) molybdenum ditelluride (MoTe<SUB>2</SUB>) phase, metallic monoclinic (1T′) MoTe<SUB>2</SUB> phase, and their lateral homojunctions can be selectively synthesized <I><I>in situ</I></I> by chemical vapor deposition due to the small free energy difference between the two phases. Here, we have investigated, in detail, the structural and electrical properties of <I>in situ</I>-grown lateral 2H/1T′ MoTe<SUB>2</SUB> homojunctions grown using flux-controlled phase engineering. Using atomic-resolution plan-view and cross-sectional transmission electron microscopy analyses, we show that the round regions of near-single-crystalline 2H-MoTe<SUB>2</SUB> grow out of a polycrystalline 1T′-MoTe<SUB>2</SUB> matrix. We further demonstrate the operation of MoTe<SUB>2</SUB> FETs made on these <I>in situ</I>-grown lateral homojunctions with 1T′ contacts. The use of a 1T′ phase as electrodes in MoTe<SUB>2</SUB> FETs effectively improves the device performance by substantially decreasing the contact resistance. The contact resistance of 1T′ electrodes extracted from transfer length method measurements is 470 ± 30 Ω·μm. Temperature- and gate-voltage-dependent transport characteristics reveal a flat-band barrier height of ∼30 ± 10 meV at the lateral 2H/1T′ interface that is several times smaller and shows a stronger gate modulation, compared to the metal/2H Schottky barrier height. The information learned from this analysis will be critical to understanding the properties of MoTe<SUB>2</SUB> homojunction FETs for use in memory and logic circuity applications.</P>
[FIG OMISSION]</BR>
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