Veröffentlichung: Electron Transport across Vertical Silicon/MoS2/Graphene Heterostructures: Towards Efficient Emitter Diodes for Graphene Base Hot Electron Transistors

 

RWTH- und AMO-Forscher demonstrieren einen thermionischen Emissionstransport von Elektronen über Si/MoS2/Graphen-Strukturen für Anwendungen als Emitterdioden für Hot-Electron-Graphen-Base-Transistoren (GBTs).

Forscher am Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente der RWTH Aachen und der AMO GmbH haben in Zusammenarbeit mit der Stanford University und der IHP GmbH den Elektronentransport über vertikale Si/MoS2/Graphen-Heterostrukturen untersucht, die als effiziente Emitterdioden von GBTs dienen können. Die Arbeit wurde kürzlich in ACS applied materials and interfaces veröffentlicht.

GBTs sind Three-Terminal-Bauteile mit einer vertikalen Konfiguration aus einem Emitter (n+-Si), einer Basis (Graphen) und einem Kollektor (Metall), die durch dünne Barriereschichten getrennt sind und zwei direkt verbundene Dioden bilden. Die erste Diode ist die Emitterdiode, die heiße Elektronen injiziert, während die zweite Diode die Filterdiode ist, die nur hochenergetische Elektronen zum Kollektor gelangen lässt. Die Erhöhung des Kollektorstroms im eingeschalteten Zustand von GBTs erfordert eine Optimierung der Emitterdiode, um die Injektion heißer Elektronen in die Basis über die Emitter-Basis-Barriere durch Fowler-Nordheim oder thermionische Emissionen zu fördern. Diese Arbeit demonstriert eine auf thermionischer Emission basierende Injektion heißer Elektronen über vertikale Si/MoS2/Graphen-Heterostrukturen, die als Emitterdioden von GBTs für potenzielle Hochgeschwindigkeitselektronik verwendet werden können.

Die Forschungsarbeit wurde von der Europäischen Kommission (Graphene Flagship, 785219, QUEFORMAL, 829035), dem deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF (GIMMIK,03XP0210, NeuroTec, 16ES1134), und der Deutschen Forschungsgemeinschaft, DFG (MOSTFLEX, 407080863), finanziert.