Non-Destructive Low-Temperature Contacts to MoS2 Nanoribbon and Nanotube Quantum Dots
Status PubMed-not-MEDLINE Jazyk angličtina Země Německo Médium print-electronic
Typ dokumentu časopisecké články
Grantová podpora
Hu 1808/4-1
Deutsche Forschungsgemeinschaft
SFB1277 TP A01 & A08
Deutsche Forschungsgemeinschaft
Hu 1808/6-1
Deutsche Forschungsgemeinschaft
P1-0099
Javna Agencija za Raziskovalno Dejavnost RS
PubMed
36624967
DOI
10.1002/adma.202209333
Knihovny.cz E-zdroje
- Klíčová slova
- bismuth, molybdenum disulfide, nanotubes, quantum confinement, quantum dots,
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Molybdenum disulfide nanoribbons and nanotubes are quasi-1D semiconductors with strong spin-orbit interaction, a nanomaterial highly promising for quantum electronic applications. Here, it is demonstrated that a bismuth semimetal layer between the contact metal and this nanomaterial strongly improves the properties of the contacts. Two-point resistances on the order of 100 kΩ are observed at room temperature. At cryogenic temperature, Coulomb blockade is visible. The resulting stability diagrams indicate a marked absence of trap states at the contacts and the corresponding disorder, compared to previous devices that use low-work-function metals as contacts. Single-level quantum transport is observed at temperatures below 100 mK.
Institute for Experimental and Applied Physics University of Regensburg 93040 Regensburg Germany
Solid State Physics Department Jožef Stefan Institute 1000 Ljubljana Slovenia
Zobrazit více v PubMed
K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov, Science 2004, 306, 666.
K. S. Novoselov, A. Mishchenko, A. Carvalho, A. H. Castro Neto, Science 2016, 353, aac9439.
C. Tan, X. Cao, X.-J. Wu, Q. He, J. Yang, X. Zhang, J. Chen, W. Zhao, S. Han, G.-H. Nam, M. Sindoro, H. Zhang, Chem. Rev. 2017, 117, 6225.
Q. H. Wang, K. Kalantar-Zadeh, A. Kis, J. N. Coleman, M. S. Strano, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699.
O. V. Yazyev, A. Kis, Mater. Today 2015, 18, 20.
X. Li, H. Zhu, J. Materiomics 2015, 1, 33.
J. T. Ye, Y. J. Zhang, R. Akashi, M. S. Bahramy, R. Arita, Y. Iwasa, Science 2012, 338, 1193.
D. Costanzo, S. Jo, H. Berger, A. F. Morpurgo, Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 339.
S.-F. Chen, Y.-R. Wu, Phys. Status Solidi (b) 2017, 254, 1600565.
H. V. Phuc, N. N. Hieu, B. D. Hoi, N. V. Hieu, T. V. Thu, N. M. Hung, V. V. Ilyasov, N. A. Poklonski, C. V. Nguyen, J. Electron. Mater. 2018, 47, 730.
R. Pisoni, A. Kormányos, M. Brooks, Z. Lei, P. Back, M. Eich, H. Overweg, Y. Lee, P. Rickhaus, K. Watanabe, T. Taniguchi, A. Imamoglu, G. Burkard, T. Ihn, K. Ensslin, Phys. Rev. Lett. 2018, 121, 247701.
Y. Li, N. Mason, arXiv 2013, arXiv:1312.3939.
X.-X. Song, D. Liu, V. Mosallanejad, J. You, T.-Y. Han, D.-T. Chen, H.-O. Li, G. Cao, M. Xiao, G.-C. Guo, G.-P. Guo, Nanoscale 2015, 7, 16867.
X.-X. Song, Z.-Z. Zhang, J. You, D. Liu, H.-O. Li, G. Cao, M. Xiao, G.-P. Guo, Sci. Rep. 2015, 5, 16113.
K. Lee, G. Kulkarni, Z. Zhong, Nanoscale 2016, 8, 7755.
Z.-Z. Zhang, X.-X. Song, G. Luo, G.-W. Deng, V. Mosallanejad, T. Taniguchi, K. Watanabe, H.-O. Li, G. Cao, G.-C. Guo, F. Nori, G.-P. Guo, Sci. Adv. 2017, 3, e1701699.
R. Pisoni, Z. Lei, P. Back, M. Eich, H. Overweg, Y. Lee, K. Watanabe, T. Taniguchi, T. Ihn, K. Ensslin, Appl. Phys. Lett. 2018, 112, 123101.
A. Epping, L. Banszerus, J. Güttinger, L. Krückeberg, K. Watanabe, T. Taniguchi, F. Hassler, B. Beschoten, C. Stampfer, J. Phys.: Condens. Matter 2018, 30, 205001.
K. Wang, K. De Greve, L. A. Jauregui, A. Sushko, A. High, Y. Zhou, G. Scuri, T. Taniguchi, K. Watanabe, M. D. Lukin, H. Park, P. Kim, Nat. Nanotechnol. 2018, 13, 128.
D. Kotekar-Patil, J. Deng, S. L. Wong, K. E. J. Goh, ACS Appl. Electron. Mater. 2019, 1, 2202.
J. Boddison-Chouinard, A. Bogan, N. Fong, K. Watanabe, T. Taniguchi, S. Studenikin, A. Sachrajda, M. Korkusinski, A. Altintas, M. Bieniek, P. Hawrylak, A. Luican-Mayer, L. Gaudreau, Appl. Phys. Lett. 2021, 119, 133104.
B.-K. Kim, D.-H. Choi, B.-S. Yu, M. Kim, K. Watanabe, T. Taniguchi, J.-J. Kim, M.-H. Bae, Nanotechnology 2021, 32, 195207.
C. S. Lau, J. Y. Chee, L. Cao, Z.-E. Ooi, S. W. Tong, M. Bosman, F. Bussolotti, T. Deng, G. Wu, S.-W. Yang, T. Wang, S. L. Teo, C. P. Y. Wong, J. W. Chai, L. Chen, Z. M. Zhang, K.-W. Ang, Y. S. Ang, K. E. J. Goh, Adv. Mater. 2022, 34, 2103907.
S. Davari, J. Stacy, A. M. Mercado, J. D. Tull, R. Basnet, K. Pandey, K. Watanabe, T. Taniguchi, J. Hu, H. O. H. Churchill, Phys. Rev. Appl. 2020, 13, 054058.
N. Papadopoulos, P. Gehring, K. Watanabe, T. Taniguchi, H. S. J. van der Zant, G. A. Steele, Phys. Rev. B 2020, 101, 165303.
T. R. Devidas, I. Keren, H. Steinberg, Nano Lett. 2021, 21, 6931.
R. Tenne, L. Margulis, M. Genut, G. Hodes, Nature 1992, 360, 444.
M. Remskar, Z. Skraba, F. Cléton, R. Sanjinés, F. Lévy, Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 351.
M. Remskar, A. Mrzel, Z. Skraba, A. Jesih, M. Ceh, J. Demšar, P. Stadelmann, F. Lévy, D. Mihailovic, Science 2001, 292, 479.
S. Ghosh, V. Brüser, I. Kaplan-Ashiri, R. Popovitz-Biro, S. Peglow, J. I. Martínez, J. A. Alonso, A. Zak, Appl. Phys. Rev. 2020, 7, 041401.
M. Remškar, Adv. Mater. 2004, 16, 1497.
S. Reinhardt, L. Pirker, C. Bäuml, M. Remškar, A. K. Hüttel, Phys. Status Solidi RRL 2019, 13, 1900251.
M. Remskar, A. K. Hüttel, T. V. Shubina, A. Seabaugh, S. Fathipour, R. Lawrowski, R. Schreiner, Isr. J. Chem. 2022, 62, 202100100.
C. Kim, I. Moon, D. Lee, M. S. Choi, F. Ahmed, S. Nam, Y. Cho, H.-J. Shin, S. Park, W. J. Yoo, ACS Nano 2017, 11, 1588.
S. Das, H.-Y. Chen, A. V. Penumatcha, J. Appenzeller, Nano Lett. 2013, 13, 100.
S. Fathipour, M. Remskar, A. Varlec, A. Ajoy, R. Yan, S. Vishwanath, S. Rouvimov, W. S. Hwang, H. G. Xing, D. Jena, A. Seabaugh, Appl. Phys. Lett. 2015, 106, 022114.
R. J. Wu, S. Udyavara, R. Ma, Y. Wang, M. Chhowalla, T. Birol, S. J. Koester, M. Neurock, K. A. Mkhoyan, Phys. Rev. Mater. 2019, 3, 111001.
P.-C. Shen, C. Su, Y. Lin, A.-S. Chou, C.-C. Cheng, J.-H. Park, M.-H. Chiu, A.-Y. Lu, H.-L. Tang, M. M. Tavakoli, G. Pitner, X. Ji, Z. Cai, N. Mao, J. Wang, V. Tung, J. Li, J. Bokor, A. Zettl, C.-I. Wu, T. Palacios, L.-J. Li, J. Kong, Nature 2021, 593, 211.
S. G. Louie, M. L. Cohen, Phys. Rev. B 1976, 13, 2461.
H. B. Michaelson, J. Appl. Phys. 1977, 48, 4729.
P. Paletti, S. Fathipour, M. Remškar, A. Seabaugh, J. Appl. Phys. 2020, 127, 065705.
M. Liu, S. Wei, S. Shahi, H. N. Jaiswal, P. Paletti, S. Fathipour, M. Remškar, J. Jiao, W. Hwang, F. Yao, H. Li, Nanoscale 2020, 12, 17253.
A. Grillo, A. Di Bartolomeo, Adv. Electron. Mater. 2021, 7, 2000979.
W. Schottky, Z. Phys. 1939, 113, 367.
A. J. Chiquito, C. A. Amorim, O. M. Berengue, L. S. Araujo, E. P. Bernardo, E. R. Leite, J. Phys.: Condens. Matter 2012, 24, 225303.
H. Tian, Z. Tan, C. Wu, X. Wang, M. A. Mohammad, D. Xie, Y. Yang, J. Wang, L.-J. Li, J. Xu, T.-L. Ren, Sci. Rep. 2014, 4, 5951.
G. Seifert, H. Terrones, M. Terrones, G. Jungnickel, T. Frauenheim, Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 146.
B. Bourlon, C. Miko, L. Forró, D. C. Glattli, A. Bachtold, Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 176806.
A. Stetter, J. Vancea, C. H. Back, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 172103.
S. Moon, W. Song, J. S. Lee, N. Kim, J. Kim, S.-G. Lee, M.-S. Choi, Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 176804.
Y. Sui, J. Appenzeller, Nano Lett. 2009, 9, 2973.
S. Das, J. Appenzeller, Phys. Status Solidi RRL 2013, 7, 268.
O. Wunnicke, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 083102.
H. Peelaers, C. G. Van de Walle, Phys. Rev. B 2012, 86, 241401.
H. Shi, H. Pan, Y.-W. Zhang, B. I. Yakobson, Phys. Rev. B 2013, 87, 155304.
S. Yu, H. D. Xiong, K. Eshun, H. Yuan, Q. Li, Appl. Surf. Sci. 2015, 325, 27.
E. A. Laird, F. Kuemmeth, G. A. Steele, K. Grove-Rasmussen, J. Nygård, K. Flensberg, L. P. Kouwenhoven, Rev. Mod. Phys. 2015, 87, 703.
T. H. Ning, J. Appl. Phys. 1978, 49, 4077.
R. S. Park, G. Hills, J. Sohn, S. Mitra, M. M. Shulaker, H.-S. P. Wong, ACS Nano 2017, 11, 4785.
S. Engels, B. Terrés, A. Epping, T. Khodkov, K. Watanabe, T. Taniguchi, B. Beschoten, C. Stampfer, Phys. Rev. Lett. 2014, 113, 126801.
H. Overweg, H. Eggimann, X. Chen, S. Slizovskiy, M. Eich, R. Pisoni, Y. Lee, P. Rickhaus, K. Watanabe, T. Taniguchi, V. Fal'ko, T. Ihn, K. Ensslin, Nano Lett. 2018, 18, 553.
L. Banszerus, A. Rothstein, T. Fabian, S. Möller, E. Icking, S. Trellenkamp, F. Lentz, D. Neumaier, K. Watanabe, T. Taniguchi, F. Libisch, C. Volk, C. Stampfer, Nano Lett. 2020, 20, 7709.
J. Cao, Q. Wang, H. Dai, Nat. Mater. 2005, 4, 745.
M. Margańska, D. R. Schmid, A. Dirnaichner, P. L. Stiller, C. Strunk, M. Grifoni, A. K. Hüttel, Phys. Rev. Lett. 2019, 122, 086802.
R. Ławrowski, L. Pirker, K. Kaneko, H. Kokubo, M. Bachmann, T. Ikuno, M. Remskar, R. Schreiner, J. Vac. Sci. Technol. B 2020, 38, 032801.
C. W. J. Beenakker, Phys. Rev. B 1991, 44, 1646.
Y. Divon, R. Levi, J. Garel, D. Golberg, R. Tenne, A. Ya'akobovitz, E. Joselevich, Nano Lett. 2017, 17, 28.
Y. Ben-Shimon, V. Bhingardive, E. Joselevich, A. Ya'akobovitz, Nano Lett. 2022, 22, 8025.
M. Remškar, J. Jelenc, L. Pirker, M. Malok, N. Czepurnyi, A. K. Hüttel, R. Schreiner, Unpublished.
K. Marinov, A. Avsar, K. Watanabe, T. Taniguchi, A. Kis, Nat. Commun. 2017, 8, 1938.
Z.-q. Bao, P. Cheung, F. Zhang, , arXiv: 1903.01967, 2019.
N. F. Q. Yuan, K. F. Mak, K. Law, Phys. Rev. Lett. 2014, 113, 097001.
S. Vaitiekėnas, G. W. Winkler, B. van Heck, T. Karzig, M.-T. Deng, K. Flensberg, L. I. Glazman, C. Nayak, P. Krogstrup, R. M. Lutchyn, C. M. Marcus, Science 2020, 367, eaav3392.
S. Reinhardt, C. Butschkow, S. Geissler, A. Dirnaichner, F. Olbrich, C. Lane, D. Schröer, A. K. Hüttel, Comput. Phys. Commun. 2019, 234, 216.
Modulations of the work function and morphology of a single MoS2 nanotube by charge injection
Submillimeter-Long WS2 Nanotubes: The Pathway to Inorganic Buckypaper
