Graphene-insulator-metal diodes: Enhanced dielectric strength of the Al2O3 barrier
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F24%3A10487246" target="_blank" >RIV/00216208:11320/24:10487246 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=jlSBiF7Zpy" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=jlSBiF7Zpy</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1063/5.0223763" target="_blank" >10.1063/5.0223763</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Graphene-insulator-metal diodes: Enhanced dielectric strength of the Al2O3 barrier
Popis výsledku v původním jazyce
We studied the transport properties of graphene-insulator-metal tunneling diodes. Two sets of tunneling diodes with Ti-Cu and Cr-Au top contacts are fabricated. Transport measurements showed state-of-the-art non-linearity and a critical influence of the top metals on the dielectric strength of the tunneling barrier. X-ray photoelectron spectroscopy indicated two methods for enhancing the dielectric strength of the tunneling barrier. These are the optimized seed layers for the growth of high-quality conformal insulators and the selection of appropriate top metal layers with a small diffusion coefficient and electromigration into the Al(2)O(3) barrier. The Cr-Au top contact provides superior characteristics to the Ti-Cu metallization. X-ray photoelectron spectroscopy showed significant diffusion of titanium during the Al(2)O(3) growth and the formation of titanium inclusions after annealing. Chromium diffusion is slower than that of titanium, making chromium contact more suitable for the reliable operation of tunneling diodes. As a result, we demonstrate a 40% improvement in the dielectric strength of the tunneling barrier compared to state-of-the-art metal-insulator-metal diodes.
Název v anglickém jazyce
Graphene-insulator-metal diodes: Enhanced dielectric strength of the Al2O3 barrier
Popis výsledku anglicky
We studied the transport properties of graphene-insulator-metal tunneling diodes. Two sets of tunneling diodes with Ti-Cu and Cr-Au top contacts are fabricated. Transport measurements showed state-of-the-art non-linearity and a critical influence of the top metals on the dielectric strength of the tunneling barrier. X-ray photoelectron spectroscopy indicated two methods for enhancing the dielectric strength of the tunneling barrier. These are the optimized seed layers for the growth of high-quality conformal insulators and the selection of appropriate top metal layers with a small diffusion coefficient and electromigration into the Al(2)O(3) barrier. The Cr-Au top contact provides superior characteristics to the Ti-Cu metallization. X-ray photoelectron spectroscopy showed significant diffusion of titanium during the Al(2)O(3) growth and the formation of titanium inclusions after annealing. Chromium diffusion is slower than that of titanium, making chromium contact more suitable for the reliable operation of tunneling diodes. As a result, we demonstrate a 40% improvement in the dielectric strength of the tunneling barrier compared to state-of-the-art metal-insulator-metal diodes.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GC21-28470J" target="_blank" >GC21-28470J: Ultra-rychlé detektory pro časově rozlišenou terahertzovou spektroskopii</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2024
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
AIP Advances
ISSN
2158-3226
e-ISSN
2158-3226
Svazek periodika
14
Číslo periodika v rámci svazku
9
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
9
Strana od-do
095207
Kód UT WoS článku
001307991400004
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85203406537