二硫化钼晶体管的性能潜力和限制

二硫化钼拥有优越的电子结构和电学性质，是一种比石墨烯更有前途的新型二维半导体材料。 但是二硫化钼场效应晶体管的接触电阻很大，限制了其性能。2015年3月4日，材料学权威学术期刊《先进材料》（Advanced Materials）吴燕庆教授课题组的研究论文“Performance Potential and Limit of MoS₂ Transistors”。该项研究通过使用二氯乙烷对二硫化钼进行掺杂，有效地减小了接触电阻，使电流明显增大，从而提高了器件的性能。对于沟长为100 nm 的MoS₂/SiO₂/Si器件，在20 K时其沟道电流达到800 μA/μm。同时，我们第一次观察到了负阻现象。利用脉冲IV的方法，我们对其机理进行了研究，发现这主要是由于自加热效应导致的（栅介质SiO₂的热导率很低）。最后,通过表征不同温度下的低频噪声，我们分析了其噪声机理，并且发现在300 K和频率为10 Hz时，其噪声水平最低达到2.8×10^-10 μm² Hz^-1 , 比文献中报道的小一个数量级。