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2026 article

Hydrogen Peroxide-Enabled High-Quality Transition Interface for Top-Gated Molybdenum Disulfide Field-Effect Transistors

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Rattachement africain : us, kr, rs. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Two-dimensional (2D) transition-metal dichalcogenides are promising channel materials, but integrating ultrathin high-k gate dielectrics remains challenging because their surfaces lack dangling bonds. Atomic layer deposition (ALD) enables conformal dielectric growth on these 2D materials, with oxidant selection introducing a trade-off between water (H 2 O), which yields poor nucleation, and ozone (O 3 ), which affords uniform coverage at the expense of interface/channel degradation via oxygen substitution. Here, we demonstrate that hydrogen peroxide (H 2 O 2 )-driven ALD of high-k oxides yields uniform dielectric coverage while minimizing performance degradation by controlling Mo-sulfate formation at the interface on molybdenum disulfide (MoS 2 ). This chemistry offers nucleation sites while preserving the 2D channel integrity through S–O interfacial bonding. Top-gated MoS 2 field-effect transistors (FETs) with H 2 O 2 -based ALD hafnium oxide (HfO 2 ) gate dielectrics achieve steep subthreshold slopes (∼70 mV/dec), low hysteresis (∼42 mV), and an equivalent oxide thickness (EOT) of ∼0.9 nm. Benchmarking shows that these devices exhibit improved performance compared with previously reported single-dielectric top-gated MoS 2 FETs. These findings establish H 2 O 2 -driven ALD of a high-k dielectric as a promising approach for complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS)-compatible 2D gate stacks and suggest that robust S–O interfacial bonding can enable 3D-integrated, low-power device operation.

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
Hydrogen Peroxide-Enabled High-Quality Transition Interface for Top-Gated Molybdenum Disulfide Field-Effect Transistors
Date Crossref
12/06/2026
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
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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