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Accès ouvert déclaré 2025 article

Mobility calculation in disordered WS2-Al2O3 stacks from first principles

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Rattachement africain : ch, be. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Transition metal dichalcogenides (TMDCs) are promising candidates for future nano-transistor channels due to their outstanding intrinsic transport properties. However, their electron mobility is highly sensitive to the surrounding dielectric, often falling well below theoretical expectations. In this work, we explore how a stacked Al2O3 dielectric affects electron mobility in monolayer WS2 using first-principles quantum transport simulations. We identify that fluctuations in the electrostatic potential, arising from the disordered structure of Al2O3, significantly degrade mobility, especially when WS2 interfaces with under-coordinated aluminum atoms. Our calculated mobilities (≃1–30 cm2/(V ⋅ s)) align with experimental observations and remain far from the ideal limit (≃300 cm2/(V ⋅ s)). We further demonstrate that encapsulating WS2 with hexagonal boron nitride (hBN) or employing a crystalline oxide can recover high mobility values. However, these strategies introduce trade-offs in electrostatic control and fabrication complexity, underlining the need for careful dielectric engineering in TMDC-based devices.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Mobility calculation in disordered WS2-Al2O3 stacks from first principles
Date Crossref
01/08/2025
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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