Characterising Heterostructures and Integrated Methodologies for Electronic Real-time Analysis in 2D Materials

La prossima generazione di dispositivi quantistici elettronici richiede lo sviluppo di sistemi a stato solido che mostrino proprietà quantistiche distinte. L'intensa attività di ricerca in corso ha individuato promettenti sistemi quantistici nei materiali 2D, in particolare quelli derivati ​​dai dicalcogenuri dei metalli di transizione (TMD). Le loro proprietà vengono tipicamente studiate in due fasi distinte e separate. Inizialmente, gli stati elettronici e le transizioni tra loro vengono studiati mediante spettroscopia ottica. Il materiale viene quindi incorporato in un dispositivo la cui risposta elettrica è caratterizzata mediante la spettroscopia di trasporto degli elettroni. Questo flusso di lavoro, tuttavia, non riesce a catturare eventi come la formazione dei bordi dei grani, i difetti e le fonti di dispersione dei portatori che si verificano quando il dispositivo è in funzione e sono i principali fattori di deterioramento delle prestazioni e spreco di energia. Di conseguenza, la correlazione tra le modifiche della struttura materiale e le proprietà quantistiche rimane in gran parte inesplorata. Questa azione cerca di colmare questa lacuna unendo entrambe le tecniche in una metodologia unificata e in tempo reale. Produrrò strati TMD delle dimensioni di un wafer utilizzando una nuova tecnica di sintesi compatibile con le routine industriali per la produzione su larga scala. Successivamente realizzerò transistor ad effetto di campo basati su TMD e monitorerò la risposta ottica del canale mentre i portatori di carica lo attraversano. Ciò fornirà una comprensione fondamentale degli effetti del rapido invecchiamento nei transistor su scala nanometrica. Infine, utilizzando questa conoscenza, mi propongo di fabbricare porte logiche efficienti dal punto di vista energetico con TMD.