Description du projet
De meilleurs contacts électriques pourraient améliorer les interfaces des matériaux 2D avec le monde 3D
Les matériaux bidimensionnels (2D) de Van der Waals présentent un intérêt prometteur pour les futurs dispositifs nanoélectroniques. Toutefois, leurs performances sont souvent limitées par la présence d’un grand nombre de défauts à l’interface métal-matériau 2D. Financé par le programme d’actions Marie Skłodowska-Curie, le projet ProTOC utilisera un dépôt de couches atomiques (ALD) pour créer des contacts électriques fonctionnels dans les dispositifs nanoélectroniques 2D. Les oxydes de métaux de transition, de vanadium et de titane développés par ALD sont étudiés pour former des couches interfaciales liées à du disulfure de molybdène 2D d’un côté et à l’électrode métallique de l’autre côté. L’ALD permet un contrôle précis de la composition de l’oxyde afin d’ajuster des propriétés électroniques telles que la fonction de travail, la constante diélectrique et les concentrations de défauts.
Objectif
Two-dimensional (2D) van der Waals (vdW) materials are promising for future nanoelectronic devices. However, their performance is often hampered by the presence of a large number of defects at metal/2D material interfaces. The project ProTOC will extend the applications of atomic layer deposition (ALD) to engineer functional electrical contacts in 2D nanoelectronic devices using interfacial transition metal oxides (TMOs) of controlled stoichiometry and electronic properties. ALD-grown TMOs, vanadium and titanium oxides, are explored as interfacial layers that are vdW-bonded to 2D material MoS2 on one side and chemically bonded to the metal electrode one the other side. ALD allows for precise control of the oxide composition in order to tune electronic properties, such as work function, dielectric constant, and defect concentrations. The electronic properties of ultrathin ALD-oxides of different compositions and their complex interactions with 2D materials, which in turn affect transport, will be investigated in a combined effort using 2D field-effect transistor (FET) transport measurements, spectroscopic methods, and scanning probe microscopy techniques. The band alignment at the contacts can be adjusted by changing the composition of the ALD-grown layers, which may provide a new route to engineering desired contact behaviour over a broad range from rectifying or low resistance ohmic, depending on the end application. This contacting scheme will be exploited to achieve both p- and n-type conductance in MoS2 FETs, which is key for logic applications and difficult to achieve with 2D materials. This project will benefit from the complimentary knowledge and experience of researcher, who is an expert in device design, fabrication, and advanced scanning probe methods, as well as host, who provides unique capabilities and expertise in materials growth by ALD and the spectroscopic characterization of complex oxide films in the context of devices.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF-EF-RI - RI – Reintegration panelCoordinateur
80333 Muenchen
Allemagne