Effects of MoS2 thickness and air humidity on transport characteristics of plasma-doped MoS2 field-effect transistors

材料科学 兴奋剂 等离子体 晶体管 场效应晶体管 湿度 光电子学 悬空债券 吸收(声学) 化学物理 纳米技术 复合材料 化学 电压 气象学 电气工程 物理 量子力学 工程类
作者
Mikai Chen,Sungjin Wi,Hongsuk Nam,Greg Priessnitz,Xiaogan Liang
出处
期刊:Journal of vacuum science and technology [American Vacuum Society]
卷期号:32 (6) 被引量:28
标识
DOI:10.1116/1.4897133
摘要

The authors present a study on transfer characteristics of plasma-doped MoS2 transistors with various MoS2 thicknesses and those acquired under different air humidity conditions. The MoS2 thickness-dependent characterization implies that plasma-assisted doping processes induce p-doping to multilayer MoS2 channels through a surface-charge-transferlike mechanism and the effective space-charge layer thickness is estimated to be ∼22 nm. The humidity-dependent characterization shows that plasma-doped MoS2 transistors exhibit a much more prominent dependence of the transfer characteristics on humidity in comparison with pristine MoS2-based transistors. This is attributed to the plasma-induced dangling bonds or absorbate centers on MoS2 surfaces, which can enhance the absorption of water molecules and result in additional p-doping to MoS2 transistors. This work advances the understanding of the effects of plasma doping processes on the electronic properties of MoS2 and provides important technical insights for making MoS2-based gas and chemical sensors.
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