1T-MoSe_2挿入による2H-MoSe_2 FETのピニング緩和

摘要

平坦かつ不活性な表面，魅力的なスケーリング特性を有する層状物質であり，グラフェンには無いバンドギャップを持つ層状遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDC)がポストシリコン材料として注目を集めている。しかし，半導体TMDCを素子とした電界効果トランジスタ(FET)を実用化する際には，電極金属の種類に関わらず，そのフェルミ準位がバンドギャップ内の特定位置に固定化される現象：フェルミ準位ピニング(FLP)が大きな問題となる。以前の研究で，二セレン化モリブデン(MoSe_2)とヒ素(As)をドープしたMoSe_2についてFETを作製してショットキー障壁を算出し，強いFLPが存在することを報告した。一方，2H-Wse_2を部分的にn-BuLiに浸漬して1T-Wse_2に相転移させ，それを電極として用いたFETが，2H-Wse_2 FETと異なる動作特性を示したという報告がある。また，H_2/Ar混合ガスプラズマに曝すことで，MoS_2が2Hから1Tに相転移するという報告もある。本研究ではこれらを参考にして，2H-MoSe_2と金属電極との間にH_2/Ar混合ガスプラズマにより相転移させた1T-MoSe_2を挿入することでFLPの緩和を試み，FET動作特性の変化について調べた。