Tunable Electrical and Optical Characteristics in Monolayer Graphene and Few-Layer MoS2 Heterostructure Devices

Nano Letters

Volumn 15, Issue 8, 2015, Pages 5017-5024

  Rathi, Servin ^a   Lee, Inyeal ^a   Lim, Dongsuk ^b   Wang, Jianwei ^a   Ochiai, Yuichi ^c   Aoki, Nobuyuki ^c   Watanabe, Kenji ^d   Taniguchi, Takashi ^d   Lee, Gwan Hyoung ^e   Yu, Young Jun ^f   Kim, Philip ^g   Kim, Gil Ho ^a  

^a Sungkyunkwan University   (South Korea)

^b Sungkyunkwan University   (South Korea)

^c CHIBA UNIVERSITY   (Japan)

^d NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE   (Japan)

^e Yonsei University   (South Korea)

^f Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)   (South Korea)

^g HARVARD UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

2D semiconductor; field effect transistor; graphene; heterostructure; molybdenum disulfide; Schottky barrier

Indexed keywords

DRAIN CURRENT; FIELD EFFECT TRANSISTORS; GRAPHENE; GRAPHITE ELECTRODES; HETEROJUNCTIONS; LAYERED SEMICONDUCTORS; MOLYBDENUM COMPOUNDS; MONOLAYERS; SCHOTTKY BARRIER DIODES; SEMICONDUCTOR DOPING; SULFUR COMPOUNDS; THRESHOLD VOLTAGE;

GRAPHENE FIELD EFFECT TRANSISTOR (FET); HETEROSTRUCTURE DEVICES; MOLYBDENUM DISULFIDE; OPTICAL CHARACTERISTICS; OPTICAL CHARACTERIZATION; SCHOTTKY BARRIER HEIGHTS; SCHOTTKY BARRIERS; TRANSFER CHARACTERISTICS;

GRAPHENE TRANSISTORS;

EID: 84939230676     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b01030     Document Type: Article

References (44)

1. Yu, W. J.; Liu, Y.; Zhou, H.; Yin, A.; Li, Z.; Huang, Y.; Duan, X. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 952-958
2. Roy, K.; Padmanabhan, M.; Goswami, S.; Sai, T. P.; Ramalingam, G.; Raghavan, S.; Ghosh, A. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 826-830
3. Lopez-Sanchez, O.; Lembke, D.; Kayci, M.; Radenovic, A.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 497-501
4. Yu, W. J.; Li, Z.; Zhou, H.; Chen, Y.; Wang, Y.; Huang, Y.; Duan, X. Nat. Mater. 2013, 12, 246-252
5. Yang, H.; Heo, J.; Park, S.; Song, H. J.; Seo, D. H.; Byun, K.-E.; Kim, P.; Yoo, I.; Chung, H.-J.; Kim, K. Science 2012, 336, 1140-1143
6. Shih, C.; Wang, Q. H.; Son, Y.; Jin, Z.; Blankschtein, D.; Strano, M. S. ACS Nano 2014, 8, 5790-5798
7. Kwak, J. Y.; Hwang, J.; Calderon, B.; Alsalman, H.; Munoz, N.; Schutter, B.; Spencer, M. G. Nano Lett. 2014, 14, 4511-4516
8. Laroche, D.; Gervais, G.; Lilly, M. P.; Reno, J. L. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 793-797
9. Ponomarenko, L. A.; Gorbachev, R. V.; Yu, G. L.; Elias, D. C.; Jalil, R.; Patel, A. A.; Mishchenko, A.; Mayorov, A. S.; Woods, C. R.; Wallbank, J. R. Nature 2013, 497, 594-597
10. Baugher, B. W. H.; Churchill, H. O. H.; Yang, Y.; Jarillo-herrero, P. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 262-267
11. Georgiou, T.; Jalil, R.; Belle, B. D.; Britnell, L.; Gorbachev, R. V.; Morozov, S. V.; Kim, Y.-J.; Gholinia, A.; Haigh, S. J.; Makarovsky, O.; Eaves, L.; Ponomarenko, L. A.; Geim, A. K.; Novoselov, K. S.; Mishchenko, A. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 100-103
12. Britnell, L.; Gorbachev, R. V.; Geim, a K.; Ponomarenko, L. A.; Mishchenko, A.; Greenaway, M. T.; Fromhold, T. M.; Novoselov, K. S.; Eaves, L. Nat. Commun. 2013, 4, 1794
13. Ross, J. S.; Klement, P.; Jones, A. M.; Ghimire, N. J.; Yan, J.; Mandrus, D. G.; Taniguchi, T.; Watanabe, K.; Kitamura, K.; Yao, W.; Cobden, D. H.; Xu, X. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 268-272
14. Lin, Y.-F.; Li, W.; Li, S.-L.; Xu, Y.; Aparecido-Ferreira, A.; Komatsu, K.; Sun, H.; Nakaharai, S.; Tsukagoshi, K. Nanoscale 2014, 6, 795-799
15. Sinha, D.; Lee, J. U. Nano Lett. 2014, 14, 4660-4664
16. Das, S.; Gulotty, R.; Sumant, A. V.; Roelofs, A. Nano Lett. 2014, 14, 2861-2866
17. Lee, Y. T.; Choi, K.; Lee, H. S.; Min, S.-W.; Jeon, P. J.; Hwang, D. K.; Choi, H. J.; Im, S. Small 2014, 10, 2356-2361
18. Tian, H.; Tan, Z.; Wu, C.; Wang, X.; Mohammad, M. A.; Xie, D.; Yang, Y.; Wang, J.; Li, L.-J.; Xu, J.; Ren, T.-L. Sci. Rep. 2014, 4, 1-9
19. Zhang, W.; Chuu, C.-P.; Huang, J.-K.; Chen, C.-H.; Tsai, M.-L.; Chang, Y.-H.; Liang, C.-T.; Chen, Y.-Z.; Chueh, Y.-L.; He, J.-H.; Chou, M.-Y.; Li, L.-J. Sci. Rep. 2014, 4, 1-8
20. Lu, C.-P.; Li, G.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Andrei, E. Y. Phys. Rev. Lett. 2014, 113, 156804-5
21. Makarova, M.; Okawa, Y.; Aono, M. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 22411-22416
22. Yu, Z.; Pan, Y.; Shen, Y.; Wang, Z.; Ong, Z.-Y.; Xu, T.; Xin, R.; Pan, L.; Wang, B.; Sun, L.; Wang, J.; Zhang, G.; Zhang, Y. W.; Shi, Y.; Wang, X. Nat. Commun. 2014, 5, 1-5
23. Hui, Y. Y.; Liu, X.; Jie, W.; Chan, N. Y.; Hao, J.; Hsu, Y.-T.; Li, L.-J.; Guo, W.; Lau, S. P. ACS Nano 2013, 7, 7126-7131
24. Ganatra, R.; Zhang, Q. ACS Nano 2014, 8, 4074-4099
25. Nistor, R. A.; Kuroda, M. A.; Maarouf, A. A.; Martyna, G. J. Phys. Rev. B 2012, 86, 041409-5
26. Yu, L.; Lee, Y.-H.; Ling, X.; Santos, E. J. G.; Shin, Y. C.; Lin, Y.; Dubey, M.; Kaxiras, E.; Kong, J.; Wang, H.; Palacios, T. Nano Lett. 2014, 14, 3055-3063
27. Bao, W.; Cai, X.; Kim, D.; Sr. Dhara, K.; Fuhrer, M. S. Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 042104
28. Chu, L.; Schmidt, H.; Pu, J.; Wang, S.; Ozyilmaz, B.; Takenobu, T.; Eda, G. Sci. Rep. 2014, 4, 1-6
29. Barraza-Lopez, S.; Vanević, M.; Kindermann, M.; Chou, M. Y. Phys. Rev. Lett. 2010, 104, 076807-4
30. Di Bartolomeo, A.; Santandrea, S.; Giubileo, F.; Romeo, F.; Petrosino, M.; Citro, R.; Barbara, P.; Lupina, G.; Schroeder, T.; Rubino, A. Diam. Relat. Mater. 2013, 38, 19-23
31. Nam, Y.; Lindvall, N.; Sun, J.; Park, Y. W.; Yurgens, A. Carbon 2012, 50, 1987-1992
32. Di Bartolomeo, A.; Giubileo, F.; Santandrea, S.; Romeo, F.; Citro, R.; Schroeder, T.; Lupina, G. Nanotechnology 2011, 22, 275702
33. Özyilmaz, B.; Jarillo-Herrero, P.; Efetov, D.; Abanin, D.; Levitov, L.; Kim, P. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 166804-4
34. Choi, W.; Cho, M. Y.; Konar, A.; Lee, J. H.; Cha, G.; Hong, S. C.; Kim, S.; Kim, J.; Jena, D.; Joo, J.; Kim, S. Adv. Mater. 2012, 24, 5832-5836
35. Mueller, T.; Xia, F.; Avouris, P. Nat. Photonics 2010, 4, 297-301
36. Herring, P. K.; Hsu, A. L.; Gabor, N. M.; Shin, Y. C.; Kong, J.; Palacios, T.; Jarillo-Herrero, P. Nano Lett. 2014, 14, 901-907
37. Gabor, N. M.; Zhong, Z.; Bosnick, K.; Park, J.; McEuen, P. L. Science 2009, 325, 1367-1371
38. Zhang, Q.; Jie, J.; Diao, S.; Shao, Z.; Zhang, Q. ACS Nano 2015, 9, 1561-1570
39. Fontana, M.; Deppe, T.; Boyd, A. K.; Rinzan, M.; Liu, A. Y.; Paranjape, M.; Barbara, P. Sci. Rep. 2013, 3, 1634-5
40. Li, H.-M.; Lee, D.-Y.; Choi, M. S.; Qu, D.; Liu, X.; Ra, C.-H.; Yoo, W. J. Sci. Rep. 2014, 4, 1-7
41. Das, S.; Chen, H.; Penumatcha, A. V.; Appenzeller, J. Nano Lett. 2013, 13, 100-105
42. Gabor, N. M.; Song, J. C. W.; Ma, Q.; Nair, N. L.; Taychatanapat, T.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Levitov, L. S.; Jarillo-Herrero, P. Science 2011, 334, 648-652
43. Zhang, W.; Huang, J.-K.; Chen, C.-H.; Chang, Y.-H.; Cheng, Y.-J.; Li, L.-J. Adv. Mater. 2013, 25, 3456-3461
44. Tsai, D.-S.; Liu, K.-K.; Lien, D.-H.; Tsai, M.-L.; Kang, C.-F.; Lin, C.-A.; Li, L.-J.; He, J.-H. ACS Nano 2013, 7, 3905-3911