研究目的
研究并展示来自二硒化钨(WSe2)单层的首个栅极调控场发射现象，进而开发出适用于真空电子器件的垂直场发射晶体管。
研究成果
该研究成功展示了首个基于二硒化钨（WSe2）单层的垂直场发射晶体管，在约100 V μm?1电场下实现了栅极调控的稳定发射电流。通过边缘发射优化、降低接触电阻以及采用高介电常数介质，可进一步提升其在真空电子器件应用中的性能。
研究不足
该器件由于肖特基势垒、界面陷阱密度及SiO?栅介质的限制，表现出低迁移率（约0.01 cm2 V?1 s?1）和高接触电阻。场发射源自薄片的平坦部分，未利用尖锐边缘实现更高增强因子。工作电压较高，且器件稳定性可能受吸附物和缺陷影响。
1：实验设计与方法选择：
该研究通过化学气相沉积（CVD）在SiO2/Si衬底上合成WSe2单层，制备具有镍接触的背栅晶体管，并在高真空条件下使用半导体参数分析仪和扫描电子显微镜（SEM）系统表征电学和场发射特性。
2：样品选择与数据来源：
WSe2薄片生长于重掺杂p-Si衬底（300 nm SiO2），基于光学显微镜、拉曼光谱和光致发光光谱筛选单层样品。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于CVD的双区石英管炉、GATAN 682精密刻蚀与镀膜系统（PECS）用于溅射、Zeiss LEO 1530 SEM腔室用于测量、Keithley 4200-SCS半导体参数分析仪、压电驱动钨针臂，材料包含WOx籽晶层、硒（Se）、氩氢混合气体（Ar:H2）、镍/金（Ni/Au）接触电极。
4：2）、镍/金（Ni/Au）接触电极。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：包括WSe2的CVD生长、电子束光刻图案化镍/金接触、高真空电学测量、可控间距钨针阳极场发射测量，以及输出与转移特性的数据采集。
5：数据分析方法：
采用福勒-诺德海姆理论分析场发射，计算场增强因子，利用晶体管方程估算迁移率，并对电流-电压特性进行统计评估。
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Scanning Electron Microscope
Zeiss LEO 1530
Zeiss
Used for imaging the WSe2 flakes and conducting measurements in high vacuum.
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Semiconductor Parameter Analyzer
Keithley 4200-SCS
Keithley
Used for electrical characterization, including current-voltage measurements.
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Precision Etching and Coating System
GATAN 682 PECS
GATAN
Used for sputtering tungsten layers to create seed layers for CVD growth.
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Piezoelectric-driven Arms
Used for precise positioning of W-tips for electrical contacts and field emission measurements.
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Quartz Tube Furnace
Used for chemical vapor deposition (CVD) growth of WSe2 flakes.
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