研究目的
研究横向电场对场效应晶体管中MoS2与SiO2层界面处电荷俘获与释放动力学的影响。
研究成果
研究表明，漏源电压（VDS）产生的横向电场可调控二硫化钼（MoS2）与二氧化硅（SiO2）界面的电荷俘获现象——低电压范围出现俘获效应，高电压范围（超过110伏）则发生去俘获。插入六方氮化硼（h-BN）层能提升界面质量、消除迟滞效应并增强载流子迁移率，从而获得稳定的电学特性。该研究为控制二维材料晶体管中界面俘获载流子提供了思路，有助于提升器件性能。
研究不足
该研究使用了不同厚度的MoS2薄膜进行对比，这可能影响厚度依赖性电荷俘获分析的准确性。去俘获所需的高VDS（超过105 V）可能导致器件退化或击穿。实验在真空条件下进行，可能无法代表真实环境条件。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过制备含与不含h-BN缓冲层的MoS2场效应晶体管（FET），探究电荷俘获效应。采用多次漏源电压（VDS）扫描进行电学表征，以观察横向电场下的俘获与释放过程，并运用泊松-弗伦克尔模型分析陷阱能级。
2：样本选择与数据来源：
多层MoS2薄膜通过机械剥离块体晶体并转移至SiO2/Si衬底制备。样本包含不同厚度的MoS2 FET及插入h-BN层的器件。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于转移的微操纵系统（AP-4200GP，UNITEK）、图案化的电子束光刻系统（JSM-6510，JEOL）、电极沉积的电子束蒸发器（KVE-2004L，韩国真空技术公司）、电学测量的半导体参数分析仪（Keithley 4200-SCS）以及材料表征的拉曼光谱仪（XperRam 200，Nanobase公司）。材料包含MoS2、h-BN、PMMA 950 K、钛（Ti）、金（Au）及SiO2/Si衬底。
4：h-BN、PMMA 950 K、钛（Ti）、金（Au）及SiO2/Si衬底。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：完成MoS2薄膜的剥离与转移。对于含h-BN的FET，先通过微操纵器将MoS2转移至h-BN层上并进行退火处理，随后采用电子束光刻图案化电极并沉积Ti/Au金属层。电学测量在真空环境下进行，通过施加栅极电压（VGS）脉冲及多组VDS扫描来研究电荷俘获效应。
5：数据分析方法：
载流子迁移率通过公式μ = (dIDS / dVGS) × [L / (WCiVDS)]计算，通过分析饱和电流推断俘获与释放行为，并应用泊松-弗伦克尔模型估算陷阱能级。
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electron beam lithography system
JSM-6510
JEOL
Used for patterning drain and source electrodes on the FET devices.
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semiconductor parameter analyzer
Keithley 4200-SCS
Keithley
Used for measuring electrical properties of the MoS2 FETs under various conditions.
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micro-manipulator system
AP-4200GP
UNITEK
Used for transferring MoS2 film on h-BN layer during device fabrication.
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electron beam evaporator
KVE-2004L
Korea Vacuum Tech.
Used for depositing Ti and Au electrodes sequentially on the devices.
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Raman spectrometer
XperRam 200
Nanobase, Inc.
Used for characterizing Raman spectra of MoS2 with a 532 nm laser excitation source.
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