Assemblage chimique de transistors et de circuits atomiquement minces à grande échelle

Titre	Assemblage chimique de transistors et de circuits atomiquement minces à grande échelle
Auteurs	Mervin Zhao, Yu Ye, Yimo Han, Yang Xia, Hanyu Zhu, Yuan Wang, David A. Muller, Xiang Zhang
Date	12/15/2015
DOI	10.1038/nnano.2016.115
Introduction	La demande constante d'amélioration des fonctionnalités, des performances et de la miniaturisation des circuits intégrés nécessite le développement de matériaux avancés au-delà du silicium conventionnel. Bien que les nanotubes de carbone et les nanofils semi-conducteurs soient prometteurs, leur application à grande échelle se heurte à des obstacles dus aux exigences de fabrication complexes pour une production à grande échelle. Les matériaux bidimensionnels (2D), tels que le graphène sans fente et les dichalcogénures de métaux de transition semi-conducteurs (TMDC), constituent des alternatives convaincantes en raison de leur finesse atomique, de leur robustesse chimique et de leur évolutivité. Toutefois, l'obtention d'un arrangement spatial précis des couches minces métalliques et semi-conductrices pour les structures électroniques 2D reste un obstacle important, entravant l'intégration d'éléments atomiques dans les systèmes électroniques modernes. Ce travail détaille la synthèse à grande échelle et spatialement contrôlée de disulfure de molybdène (MoS2) monocouche en contact latéral direct avec du graphène conducteur. L'analyse microscopique confirme que le MoS2 monocouche se nucléarise au bord du graphène, formant une hétérostructure 2D latérale. Les transistors atomiques 2D assemblés chimiquement et fabriqués à partir de ces hétérostructures présentent une transconductance élevée (10 µS), des rapports marche-arrêt impressionnants (10^6) et une mobilité notable (20 cm^2 V^-1 s^-1). En outre, nous avons construit des circuits logiques 2D, notamment un inverseur NMOS à hétérostructure présentant un gain de tension élevé (jusqu'à 70), grâce à la sélectivité précise des sites inhérente à ces cristaux conducteurs et semi-conducteurs d'une épaisseur atomique. Cette méthode d'assemblage chimique évolutive pour les hétérostructures 2D pourrait ouvrir une nouvelle ère pour les circuits électroniques bidimensionnels et l'informatique.
Citation	Mervin Zhao, Yu Ye et Yimo Han et al. Chemical assembly of atomically thin transistors and circuits in a large scale. 2015. DOI : 10.1038/nnano.2016.115
Élément	Carbone (C) , Molybdène (Mo) , Soufre (S) , Silicium (Si)
Matériaux	Cristaux
L'industrie	Électronique

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