PHD-onderzoeker over de structuur van 2Dsemiconductor-diëlektrische interfaces.

Grafeen is een tweedimensionaal (2D) materiaal met atomaire dikte van een koolstof atoom, dat beschikt over uitzonderlijke materiaaleigenschappen (bv. mechanische sterk, hoge conductiviteit). De atomaire dikte en gelaagde kristalstructuur met zwakke van der Waals interacties tussen twee afzonderlijke lagen en een zelf-passiverende basaal kristalvlak, bieden nieuwe mogelijkheden voor diverse halfgeleider toepassingen. Aldus, spreekt het grafeen tot de verbeelding van onderzoeksgroepen wereldwijd. Echter, grafeen is een half-metaal met minieme band gap in het K-punt van het reciproke kristalrooster, waardoor het niet geschikt is als kanaal materiaal in metaaloxide halfgeleider field-effect transistors (MOSFET). Recent, vertonen alternatieve 2D materialen, zoals transitie metaal dichalcogenides (MX2, met M transitie metaal en X een chalcogen), een potentieel in nanoelektronische en optoelektronische toepassingen. Zoals er zijn, molybdeen disulfide (MoS2) en wolfram disulfide (WS2), met significant indirect band gap dat evolueert naar direct band gap voor 1 monolaag. Echter, in een MOSFET, moet het 2D materiaal geïntegreerd worden in een heterostructuur met onder andere een metaal oxide. Tot dusver, vertoont de metaal oxide groei op een 2D materiaal sterke groei vertraging gelet op het beperkt aantal reactieve sites aan het zelf-passiverend basaal kristalvlak. Verscheidene functionalizatie behandelingen van het 2D oppervlak zijn succesvol onderzocht om de laagsluiting van het metaal oxide te bespoedigen. Maar, de impact hiervan op de elektrische eigenschappen in een MOSFET structuur zijn tot dusver nauwelijks gekend of onderzocht. Daarom, in deze thesis, onderzoeken we verschillende benaderingen om MX2/metaal-oxide heterostructuren te vormen met lage interface defect densiteit voor ultradunne metaaloxide lagen (met equivalente oxide dikte < 1 nm) en bestuderen we de impact op de elektronische eigenschappen. Verder, ontwikkelen we een wetenschappelijk inzicht in de onderliggende mechanismen die de kwaliteit van deze heterostructuren bepalen.