2016 Fiscal Year Annual Research Report
Formation and characterization of MoS2 pn junction with atomically sharp impurity profile
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15K13941
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鳥海 明 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50323530)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 遷移金属カルコゲナイド / MoS2 / 原子層 / ランダムテレグラフィックシグナルズ / 2次元材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究目的はMoS2を用いたFETの高性能化をめざした研究であり，MoS2 FETが通常はNチャネルFETが作成されることを考えると，ソース・ドレイン領域にいかにN+を作成するかが重要になるである。その場合に，MoS2の元素置換という形でN+領域を形成することを考えると，どうしても意図的な欠陥を形成することになる。そこで，欠陥の導入・検出がきわめて重要な課題になる。そこで，以下の二点に焦点をあてて研究を進めた。（１）欠陥をどのように検出し，どのような性質かを同定するか。（２）意図的欠陥をどのように導入するか。これら二点に関して，本萌芽研究においてきわめて効果的な成果を上げることができた。（１）に関しては，MoS2 FETにおけるランダム・テレグラフィック・シグナルに着目した。これによって，一つの欠陥の効果がFETの電流というかたちで増幅されてきわめて明瞭に観測できるようになった。（２）に関しては，電子線を局所的にMoS2に照射することによって意図的に欠陥を形成し，その影響を上記のランダム・テレグラフィック・シグナルによって観察することができた。この二つの結果は世界で初めての結果である。（１）に関してはさらに，二つ以上の欠陥の相互作用をやはりランダム・テレグラフィック・シグナルを用いて観測するということができることを実証し，それを欠陥・欠陥相互作用という観点からシミュレートすることができた。この研究結果によって2016年・固体素子デバイス・材料国際会議において，発表者の学生がYoung Researcher Awardをいただくことができた。また（２）に関しては，欠陥の局所性とランダム・テレグラフィック・シグナルとの相関というこの領域ではほとんど見られない研究領域まで発展させることができた。いずれも予想した以上の結果であり，大変うまくいった研究であると考えている。
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| Remarks |
2016 SSDM Young Researcher Award,
N. Fang,
"Direct evidence of defect-defect correlation in atomically thin MoS2 layer by random telegraphic signals observed in back-gated FETs"
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