Контактное сопротивление может неожиданно сказаться на подвижности электронов в полевых устройствах, особенно сформированных из двумерных полупроводниковых материалов. Воздействие контактного сопротивления затрудняет определение точной реальной мобильности зарядов в материале, которая имеет важнейшее значение в оценке того, насколько полезен данный материал в рамках электроники будущего. Решая эту проблему, группа ученых из США разработала простую технику, позволяющую преодолеть эту измерительную проблему, что позволяет им рассчитывать истинную мобильность зарядов, не используя сложного инструментария.

Контактное сопротивление часто ограничивает производительность наноэлектронных устройств, и это особенно заметно для ультратонких материалов, к примеру, на основе двумерных полупроводниковых дихалькогенидов.

Эти соединения важны для текущих и будущих технологических применений, благодаря простоте обработки их полупроводниковых монослоев, которые в перспективе могут использоваться для создания маломощных электронных цепей, гибких дисплеев, высокопроизводительных сенсоров и даже гибких электронных устройств (которые могут формироваться на самых разнообразных поверхностях).

Группа ученых из University of Texas (США) в рамках исследования одного из самых известных дихалькогенидов – сульфида молибдена – вместо применения сложных математических моделей предложила использовать для определения реальной мобильности зарядов так называемый метод Y-функции.

Y-функция определяется, как ток, деленный на квадратный корень из активной межэлектродной проводимости устройства. Эта функция позволяет исследователям отделять контактные эффекты от измеряемых токов и, таким образом, точно рассчитывать подвижность зарядов в транзисторе. Более того, методика дает возможность оценить другие существенные параметры устройств, такие как максимальное контактное сопротивление.

Для подтверждения своей теории о применимости такого простого расчета группа ученых изготовила устройства из сульфида молибдена и провела их полный анализ с помощью более традиционного метода (так называемого метода длинной линии – transfer length method, TLM).

В результате более сложный и трудоемкий метод подтвердил результаты, предсказанные с помощью Y-функции.

Как считают ученые, предложенный ими метод оценки мобильности зарядов останется точным, даже в присутствии контактного сопротивления барьера Шоттки, часто встречающегося в полупроводниковых транзисторных устройствах на основе дихалькогенидов.

Исследователи предложили свою методику главным образом для изучения подвижности зарядов и расчета контактного сопротивления в рамках двумерных полупроводниковых устройств. Теперь они надеются расширить идею для получения большего числа параметров компонент на основе дихалькогенидов, в частности, для вычисления скорости насыщения.

С их точки зрения этот параметр является критическим для определения конечных скоростей и частот, достижимых в данном полупроводнике.

Подробные результаты работы ученых опубликованы в журнале Applied Physics Letters.