通过高功函数Au1-xSex合金接触实现费米能级固定，用于高性能p型WSe2晶体管

《Nature Communications》：Fermi-level depinning achieved by high-work-function Au1-xSex alloy contacts for high-performance p-type WSe2 transistors

　　

摘要

在二维（2D）过渡金属硫属化物（TMDs）中，p型接触材料由于高功函数金属沉积造成的损伤，比n型接触材料面临更严重的费米能级钉扎（FLP）问题。本文介绍了一种简单的分子束外延（MBE）接触制备方法，使用高功函数（5.8 eV）的Au_1-xSe_x合金来实现单层WSe₂ p型晶体管中的费米能级解钉扎。通过先沉积硒（Se），再在低温下沉积金（Au）将硒转化为Au_1-xSe_x合金，从而减轻了缺陷诱导的能隙态（DIGS）和金属诱导的能隙态（MIGS）；同时，在接触的单层WSe₂中引入空穴掺杂，降低了肖特基势垒高度，提升了p型器件的性能。实验和理论分析共同证实了这种接触方式具有准欧姆特性，其接触电阻为492 Ω·μm，开启电流为385 μA/μm，开/关比超过10⁸（针对通道长度为100 nm的p型场效应晶体管）。这项工作证明了Au_1-xSe_x合金接触方法是实现高性能p型2D电子器件的可行方案。