Indium telluride grown by molecular beam epitaxy for electronic devices

Abstract

As promising two-dimensional layered semiconductor materials, many studies have been conducted about graphene, transition metal dichalcogenide materials (TMDc), black phosphorus, indium selenide, gallium selenide and hexagonal boron nitride(hBN). Among them, a study was conducted to confirm the suitability of the device by making a field effect transistor using a group III-VI chalcogenide material on a two-dimensional material using molecular beam epitaxy (MBE). It could be verified that the SEM and TEM were grown in a single crystal, and it could be verified that the manufactured device possessed the performance of a transistor. Among the two-dimensional materials, chalcogenide related materials are in the spotlight for the use of next generation electronic and optoelectronic devices. Here, I conducted a study on the back-gated field effect transistor device of In2Te3 film on hBN

본 논문에서는 MBE system을 활용하여 다양한 성장 파라미터를 바꿔 인듐 텔루라이드를 성장하였으며, 특히 광학적, 전기적 특성을 분석하였다.성장된 인듐 텔루라이드는 SEM과 라만 분광을 사용하여 확인하였다. 온도에 따라 다른 상의 인듐 텔루라이드가 자라는 것을 확인하였다. 온도가 높은 경우 InTe가 성장되었으며, 온도가 낮은 경우 In2Te3로 성장되었다. 위 연구에서 기판에 따라 성장되는 온도가 달랐으며, 특정 온도를 넘어가면 성장되지 않는 것을 확인하였다. 같은 온도 더라도 성장시간에 따라 다른 상의 인듐 텔루라이드가 성장하는 것을 확인을 하였다. 이를 바탕으로 2차원 물질인 hBN 위에서 성장된 In2Te3를 이용하여 트랜지스터를 만들었으며, p 채널 소자임을 확인하였으며, 트랜지스터 성능을 가지고 있어 전기적디바이스를 활용 가능한 것을 관측하였다. 추가적인 연구는 본 논문에서 고안된 2차원 물질 전기적 디바이스의 strain, 온도 변화에 따른 디바이스 특성변화 등을 포함할 수 있다.