DE102016103148B4 - Elektronische Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Elektronische Vorrichtung, umfassend:
eine Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst,
eine dielektrische Struktur, die an einer ersten Seite der Schicht angeordnet ist,
wobei die dielektrische Struktur einen ersten Kontaktbereich und einen zweiten Kontaktbereich umfasst, die eine erste Kontaktfläche beziehungsweise eine zweite Kontaktfläche der Schicht definieren, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich voneinander beabstandet angeordnet sind, sodass eine Vorrichtungsfläche der Schicht zwischen der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche der Schicht bereitgestellt ist;
eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die an einer zweiten Seite der Schicht, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode elektrischen Kontakt zur ersten Kontaktfläche beziehungsweise zur zweiten Kontaktfläche der Schicht herstellen;
wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur ein dotiertes dielektrisches Material zur Einstellung einer elektrischen Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche beziehungsweise in der zweiten Kontaktfläche der Schicht umfassen, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich der dielektrischen Struktur, welcher der Vorrichtungsfläche der Schicht entspricht, frei von dotiertem dielektrischen Material ist.

Description

  • Verschiedene Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen eine elektronische Vorrichtung.
  • Im Allgemeinen kann das Ausbilden einer sehr dünnen Schicht eines Materials, beispielsweise mit einer Dicke im Nanometer-Bereich oder mit einer Dicke, die sogar kleiner als ein Nanometer ist, eine große Aufgabe unter Anwendung von typischen Halbleiterindustrieverfahren sein. Die sogenannten zweidimensionalen Materialien können für elektronische Vorrichtungen und integrierte Schaltkreistechnologien jedoch äußerst interessant sein. Graphen, das eine Schicht von Kohlenstoffatomen in einer hexagonalen Anordnung umfasst, kann beispielsweise bessere elektronische Eigenschaften aufweisen, die beispielsweise das Herstellen eines Transistors ermöglichen, der ein erhöhtes Antwort- und/oder Schaltverhalten aufweist. Ferner kann eine ultradünne Schicht eines Materials verbesserte Eigenschaften im Vergleich zu dem entsprechenden Grundmaterial aufweisen. Daher könnten zweidimensionale Materialien wichtig für Mikroelektronik sein, beispielsweise für das Entwickeln verschiedener Typen von Sensoren, Transistoren und ähnlichem, wobei die anspruchsvolle Aufgabe das Umfassen dieser zweidimensionalen Materialien in einen Mikrochip sein kann, um die weitverbreitete Siliziumtechnik nachzubilden. Die Druckschrift US 2013/0248823 A1 beschreibt das Kontaktieren einer Graphen-Schicht mittels beidseitig angebrachten Elektroden. Die Druckschrift DE 102014103131 A1 beschreibt das Beeinflussen von elektrischen Eigenschaften einer Schicht mittels einer darunterliegenden dotierten Schicht.
  • Gemäß verschiedenen Beispielen kann eine elektronische Vorrichtung Folgendes umfassen: eine Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst; eine dielektrische Struktur an einer ersten Seite der Schicht, wobei die dielektrische Struktur einen ersten Kontaktbereich und einen zweiten Kontaktbereich umfasst, wobei der erste Kontaktbereich eine erste Kontaktfläche der Schicht definiert, und der zweite Kontaktbereich eine zweite Kontaktfläche der Schicht definiert, und der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich ferner eine Vorrichtungsfläche der Schicht zwischen der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche der Schicht definieren; eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die an einer zweiten Seite der Schicht, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet ist, wobei die erste Elektrode in direktem physischem Kontakt mit der ersten Kontaktfläche der Schicht ist, und wobei die zweite Elektrode in direktem physischen Kontakt mit der zweiten Kontaktfläche der Schicht ist, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur konfiguriert sind, eine elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche beziehungsweise in der zweiten Kontaktfläche der Schicht einzustellen, sodass sich die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche und in der zweiten Kontaktfläche der Schicht von der elektrischen Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der Vorrichtungsfläche der Schicht unterscheidet.
  • In den Zeichnungen beziehen sich ähnliche Bezugszeichen im Allgemeinen auf dieselben Teile in allen unterschiedlichen Ansichten. Die Zeichnungen stellen nicht notwendigerweise eine maßstabgetreue Wiedergabe dar, sondern stellen vielmehr das Veranschaulichen der Prinzipien der Erfindung in den Vordergrund. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
    • 1A einen Ersatz-Schaltkreis einer elektrisch kontaktierten Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst, schematisch veranschaulicht;
    • 1B eine Kurve des Längs-Widerstandes einer Graphen-Schicht auf einem Siliziumsubstrat als eine Funktion von Substratspannung zeigt;
    • 2A eine elektronische Vorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht zeigt, um Aspekte verschiedener Ausführungsformen zu veranschaulichen;
    • 2B eine elektronische Vorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt;
    • 3A eine elektronische Vorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht zeigt, um Aspekte verschiedener Ausführungsformen zu veranschaulichen;
    • 3B und 3C jeweils eine elektronische Vorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigen;
    • 3D einen Kontaktbereich einer dielektrischen Struktur in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt;
    • 3E einen Kontaktbereich einer dielektrischen Struktur in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigt;
    • 4A und 4B jeweils eine elektronische Vorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht gemäß verschiedener Ausführungsformen zeigen;
    • 5A und 5B jeweils eine elektronische Vorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht gemäß verschiedener Ausführungsformen zeigen;
    • 6A und 6B jeweils eine elektronische Vorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht gemäß verschiedener Ausführungsformen zeigen; und
    • 7A und 7B jeweils eine elektronische Vorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen zeigen.
  • Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die begleitenden Zeichnungen, die mittels Veranschaulichung spezifische Details und Ausführungsformen zeigen, in die die Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann.
  • Der Begriff „beispielhaft“ wird hierin verwendet, um „als ein Beispiel, Exemplar oder als Veranschaulichung dienend“ zu bedeuten. Jede hierin als „beispielhaft“ beschriebene Ausführungsform oder Ausgestaltung soll nicht unbedingt als bevorzugt oder von Vorteil anderen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen gegenüber verstanden werden.
  • Der mit Bezug auf ein abgelagertes Material, das „über“ eine Seite oder Oberfläche ausgebildet ist, verwendete Begriff „über“ kann hierin in der Bedeutung dahingehend verwendet sein, dass das abgelagerte Material „direkt auf“, beispielsweise in direktem Kontakt mit, der implizierten Seite oder Oberfläche ausgebildet sein kann. Der mit Bezug auf ein abgelagertes Material, das „über“ eine Seite oder Oberfläche ausgebildet ist, verwendete Begriff „über“ kann hierin in der Bedeutung dahingehend verwendet sein, dass das abgelagerte Material „indirekt auf“ der implizierten Seite oder Oberfläche ausgebildet sein kann, wobei eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der implizierten Seite oder Oberfläche und dem abgelagerten Material angeordnet sein können.
  • Der mit Bezug auf die „seitliche“ Ausdehnung einer Struktur (oder eines Strukturelements), die mindestens als eine von auf oder in einem Trägerelement (beispielsweise einem Substrat, einem Wafer oder einem Halbleiterwerkstück) oder „seitlich“ daneben bereitgestellt ist, verwendete Begriff „seitlich“ kann hierin verwendet sein, um eine Ausdehnung oder ein Positions-Verhältnis entlang einer Oberfläche des Trägerelements zu bedeuten. Das bedeutet, dass eine Oberfläche eines Trägerelements (beispielsweise eine Oberfläche eines Substrats, eine Oberfläche eines Wafers oder eine Oberfläche eines Halbleiterwerkstücks) als eine Referenz dienen kann, die allgemein als die Hauptverarbeitungsoberfläche bezeichnet wird. Ferner kann der mit Bezug auf eine „Breite“ einer Struktur (oder eines Strukturelements) verwendete Begriff „Breite“ hierin verwendet werden, um die seitliche Ausdehnung eine Struktur zu bedeuten. Ferner kann der mit Bezug auf eine Höhe einer Struktur (oder eines Strukturelements) verwendete Begriff „Höhe“ hierin verwendet werden, um eine Ausdehnung einer Struktur entlang einer Richtung, die zur Oberfläche eines Trägerelements senkrecht ist (beispielsweise senkrecht zur Hauptverarbeitungsoberfläche eines Trägerelements) zu bedeuten. Der mit Bezug auf eine „Dicke“ einer Schicht verwendete Begriff „Dicke“ kann hierin verwendet sein, um die räumliche Ausdehnung der Schicht zu bedeuten, die zur Oberfläche des Stützelements (des Materials oder der Materialstruktur), auf dem die Schicht abgelagert ist, senkrecht ist. Ist eine Oberfläche des Stützelements zur Oberfläche des Trägerelements parallel (beispielsweise zur Hauptverarbeitungsoberfläche parallel), kann die „Dicke“ der auf der Oberfläche des Stützelements abgelagerten Schicht gleich der Höhe der Schicht sein. Ferner kann eine „vertikale“ Struktur als eine Struktur bezeichnet werden, die sich in eine Richtung ausdehnt, die zur seitlichen Richtung senkrecht ist (beispielsweise senkrecht zur Hauptverarbeitungsoberfläche eines Trägerlements), und eine „vertikale“ Ausdehnung kann als eine Ausdehnung entlang einer Richtung bezeichnet werden, die zur seitlichen Richtung senkrecht ist (beispielsweise eine zur Hauptverarbeitungsoberfläche eines Trägerelements senkrechte Ausdehnung).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Trägerelement (beispielsweise ein Substrat, ein Wafer oder ein Werkstück) aus Halbleitermaterialien verschiedener Typen gebildet sein oder diese umfassen, die beispielsweise Silizium, Germanium, Gruppe III bis V oder andere Typen, umfassend Polymere, beispielsweise, umfassen, obwohl in anderen Ausführungsformen auch andere geeignete Materialien verwendet werden können. In einer Ausführungsform ist das Trägerelement aus Silizium (dotiert oder undotiert) gebildet, in einer alternativen Ausführungsform ist das Trägerelement ein Silizium-auf-Isolator (SOI) -Wafer. Alternativ dazu können alle anderen geeigneten Halbleitermaterialien für das Trägerelement verwendet werden, beispielsweise ein Halbleiterverbindungsmaterial, wie beispielsweise Galliumarsen (GaAs), Indiumphosphid (InP), aber auch jedes geeignete ternäre Halbleiterverbindungsmaterial oder quaternäre Halbleiterverbindungsmaterial, wie beispielsweise Indiumgalliumarsen (InGaAs). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Trägerelement ein dünnes oder ein ultradünnes Substrat oder Wafer sein, beispielsweise mit einer Dicke im Bereich von ungefähr einigen Mikrometern bis ungefähr mehreren Zehnermikrometer, beispielsweise im Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 50 µm, beispielsweise mit einer Dicke von weniger als ungefähr 100 µm oder weniger als ungefähr 50 µm. Ferner kann das Trägerelement ein Silizium-Wafer mit einer Dicke von ungefähr 750 µm sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Trägerelement SiC (Siliziumkarbid) umfassen oder kann ein Siliziumkarbid-Trägerelement, ein Siliziumkarbid-Substrat, ein Siliziumkarbid-Wafer oder ein Siliziumkarbid-Werkstück sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Trägerelement SiO2 (Siliziumoxid) umfassen oder kann ein Siliziumoxid-Trägerelement, ein Siliziumoxid-Substrat, ein Siliziumoxid-Wafer oder ein Siliziumoxid-Werkstück sein. Ferner kann ein Trägerelement ein elektrisch isolierendes Material (mit anderen Worten, ein dielektrisches Material oder ein elektrisch isolierendes Material) an einer Oberfläche des Trägerelements umfassen, oder das Trägerelement kann aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen, sodass eine elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise eine Graphen-Schicht, an der Oberfläche des Trägerelements ausgebildet und funktionalisiert sein kann.
  • Im Allgemeinen können die physikalischen und chemischen Eigenschaften eines Materials nicht ausschließlich durch dessen Kristallstruktur und chemische Zusammensetzung definiert sein. Da sich die physikalischen Eigenschaften, beispielsweise die elektronischen Eigenschaften (beispielsweise die Bandstruktur), einer Oberfläche eines Materials von den physikalischen Eigenschaften des Grundmaterials unterscheiden können, kann ein Unterschied hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften einer Schicht oder eines Bereichs bestehen, wenn mindestens eine räumliche Ausdehnung der Schicht oder des Bereichs auf den Nanometer-Bereich oder sogar auf den Sub-Nanometer-Bereich reduziert ist. In diesem Fall können die Oberflächen-Eigenschaften des jeweiligen Materials, das die Schicht oder den Bereich bildet, die Charakteristiken (beispielsweise physikalische und chemische Eigenschaften) der Schicht oder des Bereichs dominieren. Im einschränkenden Fall kann mindestens eine Dimension einer Schicht oder eines Bereichs eine räumliche Ausdehnung von einigen Angström aufweisen, was die räumliche Ausdehnung von genau einer Monoschicht von Atomen des jeweiligen Materials sein kann. Eine Monoschicht kann eine Schicht sein, die eine seitliche Ausdehnung und eine Schicht-Dicke (oder -Höhe) aufweist, die zur seitlichen Ausdehnung senkrecht ist, wobei die Schicht eine Vielzahl an Atomen (oder Molekülen) umfasst, wobei die Schicht eine Dicke (oder Höhe) von einem einzigen Atom (oder Molekül) aufweist. Mit anderen Worten, eine Monoschicht eines Materials weist vielleicht keine gleichen Atome (oder Moleküle) auf, die übereinander (entlang der Dicke oder Höhen-Richtung) angeordnet sind.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können mehrere unterschiedliche Materialien vorhanden sein, die Monoschichten, sogenannte selbstorganisierende Monoschichten, von sich aus bilden, die als zweidimensionale Materialien, oder, genauer gesagt, als strukturelle zweidimensionale Materialien, bezeichnet werden können. Ferner kann ein typischer Vertreter eines solchen strukturellen zweidimensionalen Materials Graphen sein, das aus einer hexagonalen zweidimensionalen Anordnung von Kohlenstoff-Atomen, einer sogenannten Wabenstruktur, besteht. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann Graphen auch als eine Graphen-Dünnschicht oder eine Graphen-Schicht bezeichnet werden. Ein weiterer Vertreter eines strukturellen zweidimensionalen Materials kann hydrogenisiertes Graphen (Graphan) oder teilweise hydrogenisiertes Graphen sein. In reinen Graphen-Dünnschichten können die strukturelle Anordnung und die Bindungen der Kohlenstoff-Atome unter Anwendung von Hybridisierung (Hybridatomorbitalen) beschrieben werden, wobei in diesem Fall die Kohlenstoff-Atome sp2-Hybride sind, was bedeutet, dass ein kovalentes Bonding der Kohlenstoff-Atome eine hexagonale zweidimensionale Schicht d.h. eine hexagonale Monoschicht bildet. In hydrogenisiertem Graphen oder Graphan können die Kohlenstoff-Atome sp3-Hybride oder eine Mischung von sp2-Hybriden und sp3-Hybriden sein, wobei die Kohlenstoff-Atome, die sp3-Hybride sind, mit einem Wasserstoff-Atom verbunden sind, und eine Dünnschicht-ähnliche (zweidimensionale) Struktur bilden.
  • Ein zweidimensionales Material, wie es hierin bezeichnet wird, kann eine Schicht sein, die ein kovalentes Bonding entlang von zwei räumlichen Richtungen aufweist, die eine Dünnschichtstruktur oder eine zweidimensionale Struktur, beispielsweise eine selbstorganisierende, bildet, in der das zweidimensionale Material vielleicht kein kovalentes Bonding mit anderen Atomen außerhalb der Dünnschichtstruktur aufweist. Ein zweidimensionales Material, wie es hierin bezeichnet wird, kann eine Schicht sein, die aus einer Monoschicht eines Materials besteht. Ein zweidimensionales Material, wie es hierin bezeichnet wird, kann eine Schicht sein, die aus einer Doppelschicht eines Materials besteht. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Graphen-Schicht Kohlenstoff in einer zweidimensionalen Struktur, beispielsweise in einem hexagonal angeordneten Gitter, umfassen.
  • Typische dreidimensionale Materialien, beispielsweise Metall-Volumsmaterial, können unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften je nach der seitlichen Ausdehnung des Materials aufweisen, beispielsweise kann eine Monoschicht oder eine ultradünne Schicht eines Materials andere Eigenschaften als eine Volumsmasse desselben Materials aufweisen. Eine Monoschicht oder eine ultradünne Schicht eines dreidimensionalen Materials kann andere Eigenschaften als eine dickere Schicht des Materials aufweisen, da das Volumen-OberflächenVerhältnis variiert. Daher können sich die Eigenschaften einer dünnen Schicht eines Materials den Volums-Eigenschaften des Materials mit zunehmender Schicht-Dicke annähern.
  • Im Gegensatz dazu kann eine Schicht, die strukturelles zweidimensionales Material umfasst, beispielsweise Graphen, Graphan, Silicen, Germanen, ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften unabhängig von der Schicht-Dicke beibehalten, beispielsweise kann eine Monoschicht eines strukturellen zweidimensionalen Materials im Wesentlichen dieselben Eigenschaften wie eine Vielzahl von Monoschichten aufweisen, die übereinander angeordnet sind, da die einzelnen Schichten vielleicht nicht miteinander gekoppelt sind, beispielsweise, da vielleicht kein kovalentes Ionen- und/oder Metall-Bonding zwischen den einzelnen Schichten eines strukturellen zweidimensionalen Materials ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können eine Vielzahl von Graphen-Schichten oder - Dünnschichten, die übereinander gestapelt sind, (beispielsweise über Van-der-Waals-Wechselwirkung) schwach miteinander gekoppelt sein.
  • Eine konforme Schicht, wie sie hierin beschrieben ist, kann lediglich geringfügige Dicke-Variationen entlang der Schnittfläche mit einem anderen Körper aufweisen, beispielsweise kann die Schicht lediglich geringfügige Dicke-Variationen entlang von Kanten, Stufen oder anderen Elementen der Schnittflächenmorphologie aufweisen. Eine Monoschicht eines Materials, das eine Oberfläche eines darunterliegenden Körpers oder einer Basisstruktur (beispielsweise in direktem Kontakt) bedeckt, kann als eine konforme Schicht angesehen werden. Eine Monoschicht oder eine Doppelschicht eines strukturellen zweidimensionalen Materials, das eine Oberfläche eines darunterliegenden Körpers oder einer Basisstruktur (beispielsweise in direktem Kontakt) bedeckt, kann als eine konforme Schicht angesehen werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Ablagern von konformen Schichten die Ausbildung einer elektronischen Vorrichtung, wie hierin beschrieben, in jeder dreidimensionalen Struktur unter Anwendung weitverbreiteter verfügbarer Ablagerungsverfahrenstechniken und Strukturierungsverfahrenstechniken ermöglichen.
  • Wie hierin beschrieben, kann ein strukturelles zweidimensionales Material einzigartige physikalische und/oder chemische Eigenschaften aufweisen. Graphen kann beispielsweise ein Halbleiter (beispielsweise ein Null-Lücken-Halbleiter, wenn kein elektrisches Feld vertikal zur Graphen-Dünnschicht angelegt wird) oder ein Halbmetall sein, das eine sehr hohe Ladungsträgermobilität (beispielsweise im Bereich von ungefähr 50.000 bis ungefähr 200.000 cm2/Vs auf einem elektrisch isolierenden Substrat) aufweist. Ferner kann Graphen andere einzigartige Eigenschaften (elektrische, mechanische, magnetische, Wärme-, optische und ähnliche) aufweisen, wodurch Graphen für die Elektronikindustrie interessant ist (beispielsweise für die Anwendung in Sensoren (Gassensoren, Magnetsensoren), als Elektroden, in Transistoren, als Quantenpunkte und ähnliches). Jedoch kann das Anwenden von Graphen als auch von anderen vielversprechenden strukturellen zweidimensionalen Materialien eine oder mehrere Graphen-Schichten (beispielsweise eine Graphen-Monoschicht, beispielsweise eine Graphen-Doppelschicht, beispielsweise eine Graphen-Multi-Schicht) umfassen, die auf einem elektrisch isolierenden Substrat, beispielsweise auf Siliziumdioxid angeordnet sind.
  • Herstellungsverfahren, die für das Bereitstellen von Graphen typischerweise angewandt werden, beispielsweise auf einem elektrisch isolierenden Substrat (das auch als dielektrisches Substrat oder dielektrische Schicht bezeichnet wird), können die Absonderung von Kohlenstoff aus einem Metall umfassen. In veranschaulichender Art und Weise können eine oder mehrere Graphen-Dünnschichten direkt auf einer Oberfläche eines Trägerelements einer Schicht ausgebildet sein. Alternativ dazu können eine oder mehrere Graphen-Dünnschichten, die auf einem Hilfsträgerelement bereits gewachsen sind, an ein Trägerelement oder an eine Schicht übertragen werden.
  • Wie zuvor beschrieben, kann Graphen, das auf einem elektrisch isolierenden Substrat angeordnet ist, beispielsweise eine sehr hohe Ladungsträgermobilität aufweisen. Es wurde jedoch anerkannt, dass der elektrische Kontakt zwischen Metallen (oder einem anderen, als Elektroden verwendetem Metall) und Graphen eine sehr hohe Impedanz aufweist. Das ist für alle elektronischen Komponenten ein größeres Hindernis, da dadurch beispielsweise die Schaltfrequenz, die Energieeffizienz, die maximale schaltbare Leistung, die Empfindlichkeit und/oder die langfristige Stabilität von Schaltkomponenten und/oder Sensorkomponenten erheblich reduziert werden kann.
  • Verschiedene Ausführungsformen beziehen sich auf eine elektronische Vorrichtung, die eine Schicht eines zweidimensionalen Materials umfasst, zu der durch mindestens eine Elektrode elektrischer Kontakt hergestellt wird, wobei der Kontaktwiderstand zwischen dem zweidimensionalen Material und der mindestens einen Elektrode eingestellt, beispielsweise minimiert, wird. Verschiedene Ausführungsformen basieren auf der Feststellung, dass der elektrische Kontaktwiderstand eines Metall-Graphen-Kontakts (oder im Allgemeinen der elektrische Kontaktwiderstand eines Kontakts zwischen einem elektrisch leitfähigen Material und einem zweidimensionalen Material) eingestellt (beispielsweise erhöht oder gesenkt) werden kann, indem der Metall-Graphen-Kontakt einem starken elektrischen Feld ausgesetzt wird, beispielsweise mit einer elektrischen Feldstärke, die größer als ungefähr 1 MV/m ist, beispielsweise im Bereich von ungefähr 0.5 MV/m bis ungefähr 2 MV/m, oder größer als ungefähr 2 MV/m.
  • Das Anwenden üblicherweise angewandter Verfahrenstechniken für das Herstellen von elektrischem Kontakt zu einer Graphen-Schicht kann einen hohen Kontaktwiderstand hervorrufen, und daher ist ein üblicherweise angewandter Metall-Graphen-Kontakt nicht ausreichend, um Graphen in der Elektronik auf effiziente Art und Weise einzusetzen. Es kann komplexe Verfahren zum Strukturieren der Graphen-Schicht in einem Bereich unterhalb der Elektrode geben, welche zur Graphen-Schicht elektrischen Kontakt herstellt; das kann jedoch nur zu einer geringfügigen Reduzierung des Kontaktwiderstandes führen. Ferner kann eindimensionales Graphen seitlich kontaktiert werden; das kann jedoch eine sehr komplexe Konstruktion erfordern.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Ladungsakkumulation innerhalb eines dielektrischen Materials bereitgestellt oder erzeugt werden, sodass die Ladungsakkumulation unter oder über einer Elektrode lokalisiert wird, die elektrischen Kontakt zu einer zweidimensionalen Materialschicht herstellt, wobei die zweidimensionale Materialschicht beispielsweise zwischen der Ladungsakkumulation und der Elektrode angeordnet ist. Die Ladungsakkumulation ist von der Elektrode und vom zweidimensionalen Material elektrisch getrennt (mit anderen Worten, elektrisch isoliert). Auf veranschaulichende Art und Weise kann das durch die Ladungsakkumulation erzeugte elektrische Feld einen Einfluss auf den Kontaktwiderstand zwischen der Elektrode und dem zweidimensionalen Material haben. Eine Elektrode zur Herstellung von elektrischem Kontakt zum zweidimensionalen Material kann ein Metall, eine Metalllegierung, ein elektrisch leitfähiges Oxid, ein dotiertes Halbleitermaterial oder irgendein elektrisch leitfähiges Material umfassen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die in der Nähe eines Metall-Graphen-Kontakts bereitgestellte oder erzeugte Ladungsakkumulation den Dünnschichtwiderstand des Graphens reduzieren, und daher kann der ganze Kontaktwiderstand reduziert sein.
  • 1A veranschaulicht eine Schicht 104, die ein zweidimensionales Material umfasst, wobei die Schicht 104 über ein dielektrisches Trägerelement 102 oder über eine dielektrische Schicht 102 ausgebildet ist, und wobei zur Schicht 104 durch zwei Elektroden 106 elektrischer Kontakt hergestellt wird. 1A ist eine schematische Ansicht, die einen Ersatz-Schaltkreis für den Kontaktwiderstand zwischen der Schicht 104 und einer der Elektroden 106 umfasst, welche zur Schicht 104 elektrischen Kontakt herstellen, wobei, zum besseren Verständnis, das Trägerelement 102, die Schicht 104 und die Elektroden 106 abgebildet sind, die jeweils eine Lücke zwischeneinander aufweisen, was bei einer funktionsfähigen Vorrichtung nicht der Fall ist.
  • Wie beispielsweise in 1A veranschaulicht, kann sich der Kontaktwiderstand eines Metall-Graphen-Kontakts (beispielsweise, wenn die Schicht 104 Graphen umfasst und die Elektrode 106 ein Metall umfasst) aus einer ersten Komponente, dem Dünnschicht-Widerstand (Rs) der Schicht 104, und einer zweiten Komponente, dem Übergangswiderstand (ρc ) zwischen der Schicht 104 (beispielsweise Graphen) und der Elektrode 106 (beispielsweise das Metall), zusammensetzen. Zum besseren Verständnis kann der Kontaktwiderstand als ein Widerstandsnetzwerk verstanden werden.
  • Der Kontaktwiderstand ergibt sich im Allgemeinen beispielsweise erstens aus der Schicht 104, zu der ein elektrischer Kontakt hergestellt werden soll, und zweitens aus dem Übergang von der Schicht 104 zur Elektrode 106, die zur Schicht 104 elektrischen Kontakt herstellt. Der mit RC bezeichnete Kontaktwiderstand kann zur Quadratwurzel des Produkts des mit RS bezeichneten Dünnschicht-Widerstands und des mit ρC bezeichneten Übergangswiderstand proportional sein, was auch durch die folgende Formel beschrieben werden kann: R C = c ⋅ R S ∗ ρ C
    Figure DE102016103148B4_0001
    wobei c ein Proportionalitätsfaktor ist. Daher hat eine Reduzierung des Dünnschicht-Widerstands Rs der Schicht 104 einen direkten Einfluss auf den Kontaktwiderstand RC.
  • 1B zeigt eine Kurve 111 des Längs-Widerstands 101 y (mit anderen Worten, des Dünnschichtwiderstands) einer Graphen-Schicht 104 auf einem Silizium-Substrat 102 als eine Funktion einer auf das Substrat 102 angelegten Spannung 101x. Das Silizium-Substrat 102 kann mit einer (beispielsweise 300 nm dicken) Siliziumoxid-Schicht bedeckt sein, sodass die Graphen-Schicht 104 vom Silizium-Substrat 102 elektrisch isoliert ist. Wie dargestellt, kann der Widerstand des Graphens durch Anwendung eines elektrischen Feldes beeinflusst, beispielsweise reduziert, werden. Jedoch kann bei üblicherweise verwendeten elektronischen Vorrichtungen eine Spannung lediglich durch den ganzen rückwärtigen Oberflächenkontakt des Substrats angelegt werden, beispielsweise über die ganze Komponente (oder, mit anderen Worten, über das ganze Substrat). Das kann zu mindestens einem der folgenden Nachteile führen: erstens wird eine Spannung kontinuierlich auf die Komponente angelegt werden müssen, was einen hohen Leistungsverlust mit sich bringen kann, da das Potential über die ganze Chip-Fläche (mit anderen Worten über die ganze Substratfläche) vorhanden sein kann. Diese Spannung kann im Allgemeinen die zu schaltenden Spannungen nicht aufeinander abstimmen, sodass eine separate Leistungsversorgung notwendig sein kann. Zweitens kann das Graphen (oder allgemein die Schicht, welche das zweidimensionale Material umfasst, zu dem elektrischer Kontakt herstellt werden soll) in jeder Fläche über das ganze Substrat, umfassend jene Flächen, in denen eine Beeinflussung des Widerstandes des Graphens nicht erwünscht ist, beeinflusst werden. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, Graphen mit einem vorzugsweise hohen Widerstand in einem Vorrichtungsbereich bereitzustellen, beispielsweise um das Graphen als Teil eines Sensors (oder als eine Sensorstruktur) zu vewenden, wobei die Empfindlichkeit des Sensors höher sein kann, wenn das Graphen einen höheren Widerstand aufweist. Die Empfindlichkeit des Sensors kann beispielsweise hoch sein, wenn die Änderung des Widerstands aufgrund einer Veränderung im elektrischen Feld hoch ist. Im Gegensatz dazu kann es beispielsweise auch wünschenswert sein, Graphen mit einem vorzugsweise niedrigem Widerstand in einem Kontaktbereich bereitzustellen, beispielsweise um zu dem Graphen elektrischen Kontakt herzustellen. Ein auf Graphen basierender Sensor kann beispielsweise äußerst empfindlich sein, wenn kein elektrisches Feld oder ein vordefiniertes elektrisches Feld bereitgestellt ist, das sich auf den Widerstand der Graphen-Schicht auswirkt, beispielsweise kann der auf Graphen basierende Sensor äußerst empfindlich sein, wenn keine Spannung angelegt wird oder wenn eine geringe negative Spannung (beispielsweise -5 V) an der Rückseite des Substrats, auf dem das Graphen angeordnet ist, angelegt wird. Der optimale Betriebspunkt für den Sensor kann jedoch der Punkt sein, an dem die Änderung des Widerstands maximal ist.
  • Um diese Auswirkungen abzuschwächen, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen die Struktur des Chips angepasst werden und/oder fixe elektrische Ladungen (mit anderen Worten, lokalisierte elektrische Ladungen oder eine Ladungsakkumulation oder eine lokalisierte Ladungsakkumulation) können in der Nähe der Kontaktflächen einer zweidimensionalen Materialschicht bereitgestellt werden.
  • 2A veranschaulicht eine elektronische Vorrichtung 200 in einer schematischen Querschnittsansicht, um Aspekte von verschiedenen Ausführungsformen zu veranschaulichen. Die elektronische Vorrichtung 200 kann eine Schicht 204, die ein zweidimensionales Material umfasst oder daraus besteht, umfassen, die auch als eine zweidimensionale Materialschicht 204 bezeichnet wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann ein zweidimensionales Material Graphen oder ein Metallchalkogenid, wie beispielsweise Molybdändisulfid, Wolframdisulfid oder ähnliches, umfassen oder daraus bestehen. In verschiedenen Ausführungsformen kann ein zweidimensionales Material Graphan, Germanen und ähnliches umfassen oder daraus bestehen.
  • Der Begriff „zweidimensionales Material“, wie er hierin verwendet wird, kann beispielsweise dahingehend verstanden werden, dass er ein Material umfasst oder sich darauf bezieht, das in einer zweidimensionalen oder planaren Struktur kristallisiert, wobei eine erste geometrische Dimension (beispielsweise Dicke) der Struktur wesentlich kleiner sein kann, beispielsweise mindestens zwei Größenordnungen kleiner, beispielsweise mindestens drei Größenordnungen kleiner, beispielsweise mindestens vier Größenordnungen kleiner, oder noch kleiner als eine zweite Dimension (beispielsweise Länge) und/oder eine dritte geometrische Dimension (beispielsweise Breite) der Struktur. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Begriff „zweidimensionales Material“ dahingehend verstanden werden, dass er ein Material umfasst oder sich darauf bezieht, das die dünnstmögliche Struktur (eine einzelne Schicht) aufweist, die aus einem Material stammt, das sich aus mehreren Schichten, beispielsweise einer Ein-Kohlenstoff-Atom-dicken-Schicht, was Graphen betrifft, oder einer Ein-MoS2-Einheit-dicken-Schicht, was MoS2 betrifft, zusammensetzt.
  • In Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen kann eine zweidimensionale Materialschicht 204 (beispielsweise eine Graphen-Schicht 204) eine Dicke von weniger als oder gleich ungefähr 200 nm, beispielsweise weniger als oder gleich ungefähr 100 nm, beispielsweise weniger als oder gleich ungefähr 80 nm, beispielsweise weniger als oder gleich ungefähr 60 nm, beispielsweise weniger als oder gleich ungefähr 40 nm, beispielsweise weniger als oder gleich ungefähr 20 nm, beispielsweise im Bereich von ungefähr 0,5 nm bis ungefähr 50 nm, beispielsweise ungefähr 0,34 nm (beispielsweise im Fall einer einzelnen Monoschicht von Graphen) aufweisen.
  • Für den Fall, dass die zweidimensionale Materialschicht 204 eine Graphen-Schicht ist, kann die Graphen-Schicht 204 beispielsweise durch Anwendung von einer oder mehreren der folgenden Verfahrensmethoden in einer beliebigen der elektronischen Vorrichtungen ausgebildet sein, die nachstehend ausführlich beschrieben werden:
    • aa) Abschuppung von Graphen von Graphit durch Beschallung in Lösemitteln, beispielweise organischen Lösungsmitteln;
      1. a) Chemische Reduzierung von Graphenoxid (beispielsweise abgeschupptes Graphenoxid);
      2. b) Chemische Gasphasenabscheidung (CVD) von Graphen;
      3. c) Ausbildung von Graphen durch Anwendung von Festphasenkohlenstoffquellen;
      4. d) Halbleiter-Epitaxialwachstum von Graphen;
      5. e) Verfahrensmethode b), c), oder d), wie oben erwähnt, in Kombination mit einer Transfer-Verfahrensmethode auf das Soll-Substrat (beispielsweise das Trägerelementsubstrat, beispielsweise Trägerelementmembran). Direktes Wachstum auf einem dielektrischen Substrat oder auf einer dielektrischen Schicht durch chemische Gasphasenabscheidung durch einen katalytischen Metallfilm hindurch und anschließendem Entfernen des Metallfilms kann ebenfalls möglich sein.
  • Im Fall, dass die zweidimensionale Materialschicht 204 eine Graphen-Schicht ist, kann die Graphen-Schicht 204 eine Vielzahl an Kristalliten oder Schuppen umfassen oder daraus bestehen, die beispielsweise eine Größe (beispielsweise Durchmesser) von einigen Mikrometern, beispielsweise ungefähr 1 µm, aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Graphen-Schicht 204 eine kontinuierliche Graphen-Schicht sein, die sich über das ganze Substrat erstreckt. Jeder der Kristallite kann ein oder mehrere Plättchen umfassen oder daraus bestehen, die beispielsweise einige Graphen-Schichten, beispielsweise bis zu fünf Schichten, beispielsweise eine Monoschicht, eine Doppelschicht, eine Dreischicht usw. aus Graphen umfassen oder daraus bestehen können, wobei eine Monoschicht aus Graphen eine zweidimensionale Struktur mit einer Dicke von ungefähr 0,34 nm aufweisen kann. In einer oder mehreren Ausbildungsformen kann die Graphen-Schicht eine einzelne Monoschicht aus Graphen sein.
  • Ferner kann, wie in 2A veranschaulicht, die elektronische Vorrichtung 200 eine dielektrische Struktur 202 umfassen, wobei die dielektrische Struktur 202 an einer ersten Seite der zweidimensionalen Materialschicht 204 angeordnet sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dielektrische Struktur 202, wie in 2A veranschaulicht, unter der zweidimensionalen Materialschicht 204 angeordnet sein. In diesem Fall kann die dielektrische Struktur 202 ein dielektrisches Substrat 202 sein oder dieses umfassen. Alternativ dazu kann die dielektrische Struktur 202 auf einem beliebigen geeigneten Trägerelement, beispielsweise auf einem Halbleiterträgerelement, angeordnet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dielektrische Struktur 202 eine Oberflächenschicht eines Halbleiterträgerelements sein. Alternativ dazu kann die dielektrische Struktur 202 über die zweidimensionale Materialschicht 204, wie beispielsweise in 3A und 3B veranschaulicht, angeordnet sein. Darüber hinaus kann in verschiedenen Ausführungsformen die dielektrische Struktur 202 aus dielektrischem Material gebildet sein oder kann dielektrisches Material, beispielsweise Siliziumoxid (beispielsweise SiO2), Siliziumnitrid (beispielsweise Si3N4), Siliziumkarbid (SiC), Aluminiumoxid (Al2O3), Hafniumoxid (HfO2) oder Zirkoniumoxid (ZrO2) umfassen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dielektrische Struktur 202 mindestens einen Kontaktbereich 202c umfassen. Der mindestens eine Kontaktbereich 202c kann mindestens eine Kontaktfläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 definieren. Ferner kann der mindestens eine Kontaktbereich 202c eine Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 definieren, die an die mindestens eine Kontaktfläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 angrenzend angeordnet ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Kontaktfläche 204c der Bereich der zweidimensionalen Materialschicht 204 sein, die über den mindestens einen Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202 angeordnet ist. Die Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 kann die mindestens eine Kontaktfläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 seitlich umgeben.
  • Ferner kann, wie in 2A veranschaulicht, die elektronische Vorrichtung 200 mindestens eine Elektrode 206 umfassen, die an einer zweiten Seite der zweidimensionalen Materialschicht 204, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet ist, wobei die mindestens eine Elektrode 206 in (beispielsweise direktem) Kontakt mit der mindestens einen Kontaktfläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Elektrode 206 im Wesentlichen dieselbe seitliche Ausdehnung wie der mindestens eine Kontaktbereich 202c aufweisen, wobei die Kontaktfläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 die Fläche sein kann, die zwischen der mindestens einen Elektrode 206 und dem mindestens einen Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202 angeordnet ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich der mindestens eine Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202 vom Rest der dielektrischen Struktur 202 unterscheiden, oder, anders gesagt, die dielektrische Struktur 202 unterhalb der mindestens einen Kontaktfläche 204c (d.h. des mindestens einen Kontaktbereichs 202c) kann sich von der dielektrischen Struktur 202 unterhalb der Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 unterscheiden. Zum besseren Verständnis kann die dielektrische Struktur 202 konfiguriert sein, den Kontaktwiderstand zwischen der zweidimensionalen Materialschicht 204 und der mindestens einen Elektrode 206 einzustellen. Der Kontaktwiderstand soll beispielsweise so niedrig wie möglich bereitgestellt sein. Gleichzeitig kann die dielektrische Struktur 202 konfiguriert sein, eine Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204, wie gewünscht, bereitzustellen, beispielsweise mit vordefinierten elektrischen Eigenschaften, die sich von denjenigen, die in der mindestens einen Kontaktfläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 bereitgestellt werden, unterscheiden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die elektrische Charakteristik der zweidimensionalen Materialschicht 204 durch die dielektrische Struktur 202 lediglich in der mindestens einen Kontaktfläche 204c wesentlich beeinflusst. Alternativ dazu wird die elektrische Charakteristik in der mindestens einen Kontaktfläche 204c bereitgestellt, um sich von der elektrischen Charakteristik in der Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 durch die dielektrische Struktur 202 zu unterscheiden.
  • Der hierin verwendete Begriff „elektrische Charakteristik“ kann beispielsweise dahingehend verstanden werden, dass er eine physikalische Eigenschaft umfasst, welche die elektronischen Eigenschaften des zweidimensionalen Materials, beispielsweise den elektrischen Widerstand (beispielsweise den Dünnschichtwiderstand), die elektronische Bandstruktur (beispielsweise die Bandlücke), die Fermi-Kante und ähnliches, beschreibt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202 konfiguriert sein, eine elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der mindestens einen Kontaktfläche 204c der Schicht 204 so einzustellen, dass sich die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der mindestens einen Kontaktfläche 204c der Schicht 204 von der elektrischen Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der Vorrichtungsfläche 204d der Schicht 204 unterscheidet. Zum besseren Verständnis kann die elektrische Charakteristik (beispielsweise ein Wert oder eine Größe der elektrischen Charakteristik) des zweidimensionalen Materials in der mindestens einen Kontaktfläche 204c der Schicht 204 eingestellt (oder angepasst oder gesteuert) werden, um einen Soll- (beispielsweise Niedrig-) -Kontaktwiderstand bereitzustellen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202 konfiguriert sein, die Arbeitsfunktion des Materials der Elektrode 206 und/oder des zweidimensionalen Materials in der Kontaktfläche 204c der Schicht 204 einzustellen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein elektrisches Feld bereitgestellt werden, das die Schicht 204 durchdringt, um die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials der Schicht 204 einzustellen. Die dielektrische Struktur 202 kann konfiguriert sein, eine vordefinierte Feldstärkenverteilung des elektrischen Feldes in der zweidimensionalen Materialschicht 204 bereitzustellen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202 zur Erzeugung eines elektrischen Feldes konfiguriert sein, um die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in dem mindestens einen Kontaktbereich 204c der Schicht 204 einzustellen. Daher kann der mindestens eine Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202 dotiertes dielektrisches Material umfassen, das auch als fixe Ladungen, lokalisierte Ladungen oder eine Ladungs-Akkumulation bezeichnet wird, um das elektrische Feld in der mindestens einen Kontaktfläche 204c der Schicht 204 bereitzustellen (oder um die vordefinierte Feldstärkenverteilung des elektrischen Feldes in der zweidimensionalen Schicht 204 bereitzustellen). Ferner kann ein elektrisch leitfähiger Abschnitt, der von der Schicht 204 (beispielsweise von der mindestens einen Kontaktfläche 204c und der Vorrichtungsfläche 204d der Schicht 204) elektrisch getrennt ist, in der dielektrischen Struktur 202 (beispielsweise im Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202) bereitgestellt sein, um das elektrische Feld in der mindestens einen Kontaktfläche 204c der Schicht 204 bereitzustellen (oder um die vordefinierte Feldstärkenverteilung des elektrischen Feldes in der zweidimensionalen Materialschicht 204 bereitzustellen).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dielektrische Struktur 202 konfiguriert sein, ein unterschiedliches elektrisches Feld (beispielsweise mit einer unterschiedlichen Feldstärke) im Kontaktbereich 204c der Schicht 204 im Vergleich zur Vorrichtungsfläche 204d der Schicht 204 bereitzustellen.
  • 2B veranschaulicht eine elektronische Vorrichtung 250 in einer schematischen Querschnittsansicht gemäß verschiedener Ausführungsformen in Analogie zur in 2A veranschaulichten, elektronischen Vorrichtung 200. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der mindestens eine Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202 zwei direkt aneinander angrenzend angeordnete Kontaktbereiche 202c umfassen, die zwei direkt aneinander angrenzend angeordnete Kontaktbereiche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 definieren, wobei sich die Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 zwischen den zwei direkt aneinander angrenzend angeordneten Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 erstreckt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorrichtungsfläche 204d durch die zwei direkt aneinander angrenzend angeordneten Kontaktflächen 204c der Schicht 204 definiert sein, die durch die zwei direkt aneinander angrenzend angeordneten Elektroden 206 in elektrischem Kontakt stehen. Mit anderen Worten, die Vorrichtungsfläche 204d kann derjenige Teil der zweidimensionalen Materialschicht 204 sein, der nicht mit den Elektroden 206 bedeckt ist, und der nicht über die Kontaktbereiche 202c der elektrischen Struktur 202 angeordnet ist.
  • 3A veranschaulicht, für veranschaulichende Aspekte von verschiedenen Ausführungsformen, eine elektronische Vorrichtung 300 in einer schematischen Querschnittsansicht, in Analogie zur in 2A veranschaulichten, elektronischen Vorrichtung 200, und 3B veranschaulicht eine elektronische Vorrichtung 350 in einer schematischen Querschnittsansicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in Analogie zur in 2B veranschaulichten, elektronischen Vorrichtung 250. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mindestens eine Elektrode 206, wie in 3A veranschaulicht, oder die zwei direkt aneinander angrenzend angeordneten Elektroden 206, wie in 3B veranschaulicht, von mindestens einer über oder in einem Trägerelement 302 bereitgestellt sein, wobei die zweidimensionale Materialschicht 204 über (beispielsweise direkt auf) dem Trägerelement 302 angeordnet sein kann, sodass die eine oder mehrere Elektroden 206 in direktem physischen Kontakt mit der zweidimensionalen Materialschicht 204 sind. In diesem Fall kann die dielektrische Struktur 202 mit dem einen oder den mehreren Kontaktbereichen über (beispielsweise direkt auf) der zweidimensionalen Materialschicht 204 angeordnet sein.
  • 3C veranschaulicht eine elektronische Vorrichtung 370 in einer schematischen Querschnittsansicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen in Analogie zur in 3B veranschaulichten, elektronischen Vorrichtung 350. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Abstand zwischen den zwei (beispielsweise direkt angrenzenden) Kontaktbereichen der dielektrischen Struktur 202 frei von jeglichem festen Material sein. Zum besseren Verständnis kann die Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 freigelegt sein. Daher kann, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, die Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 beispielsweise als ein Sensor verwendet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die elektronische Vorrichtung, wie hierin beschrieben, als eine geeignete elektronische Vorrichtung, beispielweise als ein Schalter, ein Transistor, ein Sensor, ein Filter, ein Sender, ein Empfänger, ein Sendeempfänger und ähnliches konfiguriert sein. Die zweidimensionale Materialschicht 204 kann eine Funktionsschicht der elektronischen Vorrichtung sein, beispielsweise umfassend ein zweidimensionales Material mit einer Bandlücke.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die elektronische Vorrichtung mit einem zusätzlichen dielektrischen Material bedeckt sein oder kann eine zusätzliche dielektrische Materialschicht umfassen, beispielsweise kann die elektronische Vorrichtung mit einer Schutzschicht bedeckt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vorrichtungsfläche (beispielsweise 204d) der zweidimensionalen Materialschicht 204 der elektronischen Vorrichtung ein oder mehrere passive und/oder aktive Elemente, beispielsweise elektrische Widerstände, Kondensatoren, Transistoren (beispielsweise bipolare Transistoren, Feldeffekttransistoren etc.), Dioden, Thyristoren oder ähnliches umfassen oder ein Teil davon sein.
  • Wie in 2B, 3B und 3C veranschaulicht, kann, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, eine elektronische Vorrichtung 250, 350, 370 Folgendes umfassen: eine Schicht 204, die ein zweidimensionales Material (das auch als zweidimensionale Materialschicht 204 bezeichnet wird) umfasst; eine dielektrische Struktur 202 an einer ersten Seite der Schicht 204, wobei die dielektrische Struktur 202 einen ersten Kontaktbereich 202c1 und einen zweiten Kontaktbereich 202c1 (oder, mit anderen Worten, mindestens zwei Kontaktbereiche 202c) umfasst, wobei der erste Kontaktbereich 202c1 eine erste Kontaktfläche 204c1 der Schicht 204 definiert, und der zweite Kontaktbereich 202c2 eine zweite Kontaktfläche 204c2 der Schicht 204 (oder, mit anderen Worten, die mindestens zwei Kontaktbereiche 202c, die mindestens jeweils zwei Kontaktflächen 204c der Schicht 204 definieren) definiert, und der erste Kontaktbereich 202c1 und der zweite Kontaktbereich 202c2 ferner eine Vorrichtungsfläche 204d der Schicht 204 zwischen der ersten Kontaktfläche 204c1 und der zweiten Kontaktfläche 204c2 der Schicht 204 definieren; eine erste Elektrode 206_1 und eine zweite Elektrode 206_2 (beispielsweise mindestens zwei Elektroden 206, die den mindestens zwei Kontaktflächen 204c der Schicht 204 entsprechen), die an einer zweiten Seite der Schicht 204, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet sind, wobei die erste Elektrode 206_1 in direktem physischen Kontakt mit der ersten Kontaktfläche 204c1 der Schicht 204 ist, und wobei die zweite Elektrode 206_2 in direktem physischen Kontakt mit der zweiten Kontaktfläche 204c2 der Schicht 204 ist, wobei der erste Kontaktbereich 202c1 und der zweite Kontaktbereich 202c2 der dielektrischen Struktur 202 konfiguriert sind, eine elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche 204c1 und in der zweiten Kontaktfläche 204c2 der Schicht jeweils einzustellen, sodass sich die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche 204c1 und in der zweiten Kontaktfläche 204c2 der Schicht 204 von der elektrischen Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der Vorrichtungsfläche 204d der Schicht 204 unterscheidet.
  • 3D veranschaulicht schematisch einen Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die dielektrische Struktur 202 kann Kontaktbereiche 202c umfassen oder daraus bestehen, die konfiguriert sind, die zweidimensionale Materialschicht 204 durch ein elektrisches Feld hindurch zu beeinflussen. Somit kann der jeweilige Kontaktbereich 202c p-Typ-dotiertes-dielektrisches Material 202d oder n-Typ-dotiertes-dielektrisches-Material 202d umfassen, das auch als fixe Ladungen 202d, lokalisierte Ladungen 202d oder als eine Ladungs-Akkumulation 202d bezeichnet wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen definiert das dotierte dielektrische Material 202d den jeweiligen Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202.
  • 3E veranschaulicht schematisch einen Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die dielektrische Struktur 202 kann Kontaktbereiche 202c umfassen oder daraus bestehen, die konfiguriert sind, die zweidimensionale Materialschicht 204 durch ein elektrisches Feld hindurch zu beeinflussen. Daher kann der jeweilige Kontaktbereich 202c mindestens einen elektrisch leitfähigen Abschnitt 202e umfassen. Der mindestens eine elektrisch leitfähige Abschnitt 202e kann beispielsweise in einer dielektrischen Schicht vergraben sein, sodass der Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202, wie hierin beschrieben, bereitgestellt ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen definiert der mindestens eine elektrisch leitfähige Abschnitt 202e den Kontaktbereich 202c der dielektrischen Struktur 202.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der elektrisch leitfähige Abschnitt 202e von der zweidimensionalen Materialschicht 204 (beispielsweise von der mindestens einen Kontaktfläche 204c und der mindestens einen Kontaktfläche 204d der Schicht 204) elektrisch getrennt sein. Ferner kann der elektrisch leitfähige Abschnitt 202e ein Metall, ein dotiertes (und daher elektrisch leitfähiges) Halbleitermaterial, beispielsweise dotiertes Silizium, oder ein anderes elektrisch leitfähiges Material umfassen. Der elektrisch leitfähige Abschnitt 202e kann von der zweidimensionalen Materialschicht 204 durch einen dielektrischen Materialabschnitt elektrisch getrennt sein.
  • 4A und 4B veranschaulichen eine elektronische Vorrichtung 400 beziehungsweise eine elektronische Vorrichtung 450 in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Jede der elektronischen Vorrichtungen 400 und 450 umfasst eine Schicht 204, wobei die Schicht 204 ein zweidimensionales Material (das auch als zweidimensionale Materialschicht 204 bezeichnet wird) umfassen oder daraus bestehen kann. Ferner umfasst jede der elektronischen Vorrichtungen 400 und 450 eine dielektrische Struktur 202, die an einer ersten Seite der Schicht 204 (beispielsweise unterhalb der Schicht 204) angeordnet ist, wobei die dielektrische Struktur 202 mindestens zwei Kontaktbereiche 202c umfasst, die mindestens zwei Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 definieren, wobei die mindestens zwei Kontaktbereiche 202c voneinander (beispielsweise in die seitliche Richtung) beabstandet angeordnet sind, sodass eine Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 zwischen den mindestens zwei Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 bereitgestellt ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Bereich der dielektrischen Struktur 202 unterhalb der Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 frei von den mindestens zwei Kontaktflächen 202c sein.
  • Ferner umfasst jede der elektronischen Vorrichtungen 400 und 450 mindestens zwei Elektroden 206, die an einer zweiten Seite der zweidimensionalen Materialschicht 204, die der ersten Seite entgegengesetzt ist (beispielsweise über der Schicht 204, beispielsweise in direktem physischen Kontakt mit der zweidimensionalen Materialschicht 204), angeordnet sind, wobei die mindestens zwei Elektroden 206 in elektrischem Kontakt mit den mindestens zwei Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 stehen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst jeder der mindestens zwei Kontaktbereiche 202c der dielektrischen Struktur 202 ein dotiertes dielektrisches Material 302n, 302p oder besteht daraus, um die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in den mindestens zwei Kontaktflächen 204c der Schicht 204 einzustellen, wobei ein Abstand zwischen den mindestens zwei Kontaktbereichen 202c der dielektrischen Struktur 202 frei von dem dotierten dielektrischen Material 302n, 302p ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Bereich der dielektrischen Struktur 202 unterhalb der Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 frei von dem dotierten dielektrischen Material 302n, 302p sein.
  • Zum besseren Verständnis kann jede der elektronischen Vorrichtungen 400 und 450 einen Vorrichtungsbereich 200d für das Bereitstellen einer geeigneten elektronischen Vorrichtung auf Basis der zweidimensionalen Materialschicht 204 umfassen, beispielsweise einen Sensor, einen Kondensator, einen Schalter, einen Transistor und ähnliches, und jede der elektronischen Vorrichtungen 400 und 450 kann mindestens zwei Kontaktbereiche 200c (beispielsweise umfassend die mindestens zwei Elektroden 206 und das dotierte dielektrische Material 302n, 302p zum Einstellen des Kontaktwiderstandes zwischen der zweidimensionalen Materialschicht 204 und den mindestens zwei Elektroden 206) umfassen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dielektrische Struktur 202, beispielsweise in den mindestens zwei Kontaktbereichen 202c der dielektrischen Struktur 202, mit Dotierstoffen eines Leitfähigkeitstyps, beispielsweise mit Dotierstoffen eines p-Leitfähigkeitstyps (die im Folgenden auch als p-Typ-Dotierstoffe bezeichnet werden können) oder mit Dotierstoffen eines n-Leitfähigkeitstyps (die im Folgenden auch als n-Typ-Dotierstoffe bezeichnet werden können) teilweise dotiert sein.
  • In der elektronischen Vorrichtung 400, können, wie in 4A veranschaulicht, die mindestens zwei Kontaktbereiche 202c der dielektrischen Struktur 202 mit n-Typ-Dotierstoffen (der dotierte Bereich ist durch 302n gekennzeichnet), wie beispielsweise Aluminium (Al), dotiert sein. Die Dotierstoffe können als fixe dielektrische Ladungsträger innerhalb des dielektrischen Materials der dielektrischen Struktur 202 bereitgestellt sein.
  • In der elektronischen Vorrichtung 450 können, wie in 4B veranschaulicht, die mindestens zwei Kontaktbereiche 202c der dielektrischen Struktur 202 mit p-Typ-Dotierstoffen (der dotierte Bereich ist durch 302p gekennzeichnet), wie beispielsweise Stickstoff (N) oder Cäsium (Cs), dotiert sein. Die Dotierstoffe können als fixe dielektrische Ladungsträger innerhalb des dielektrischen Materials der dielektrischen Struktur 202 bereitgestellt sein.
  • Die durch die Dotierstoffe (beispielsweise p-Typ- oder n-Typ-Dotierstoffe) bereitgestellten fixen dielektrischen Ladungsträger können ein elektrisches Feld innerhalb der elektronischen Vorrichtung 400, 450 erzeugen, beispielsweise um die elektrische Charakteristik (beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit) der Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 zu beeinflussen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Konzentration oder Dichte der Dotierstoffe in einem weiten Bereich vorgebbar sein. Die Dotierstoffe können in das dielektrische Material (beispielsweise in-situ oder nach der Ablagerung des dielektrischen Materials) beispielsweise mittels eines Dampfablagerungsverfahrens, beispielsweise eines chemischen Gasphasenabscheidungsverfahrens (CVD), beispielsweise eines Atomlagenabscheidungsverfahrens (ALD) oder eines physikalischen Gasphasenabscheidungsverfahrens (PVD), eines Ionenimplantationsverfahrens, integriert oder implantiert sein. Das Atomlagenabscheidungsverfahren kann eine dreidimensionale feine Ablagerung (Beschichtung) gemeinsam mit einer äußerst guten Dotierstoffkonzentrationssteuerung bereitstellen. Die Dotierstoffe (beispielsweise N oder Cs) können mit einer Dotieroberflächenladung im Bereich von ungefähr 1010 Ladungsträgern pro cm2 bis ungefähr 1014 Ladungsträger pro cm2 bereitgestellt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 4A und 4B veranschaulicht, können die mindestens zwei Kontaktbereiche 202c der dielektrischen Struktur 202 dotiertes dielektrisches Material desselben Dotier-Typs umfassen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dielektrische Struktur 202 konfiguriert sein, im Wesentlichen kein elektrisches Feld in der einen oder in mehreren Vorrichtungsflächen 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 bereitzustellen. Alternativ dazu kann die dielektrische Struktur 202 konfiguriert sein, ein anderes elektrisches Feld in der einen oder in mehreren Vorrichtungsflächen 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 als in der einen oder den mehreren Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 bereitzustellen.
  • Es wird daraufhingewiesen, dass lediglich zum besseren Verständnis eine Lücke in 4A und 4B zwischen den Elektroden 206 und der zweidimensionalen Materialschicht 204, und zwischen der zweidimensionalen Materialschicht 204 und der dielektrischen Struktur 202 gezeigt wird; die Elektroden 206 können jedoch in physischem Kontakt mit der zweidimensionalen Materialschicht 204 sein, und die zweidimensionale Materialschicht 204 kann in physischem Kontakt mit der dielektrischen Struktur 202 sein.
  • 5A und 5B veranschaulichen eine elektronische Vorrichtung 500 beziehungsweise eine elektronische Vorrichtung 550 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei jede der elektronischen Vorrichtungen 500 und 550 eine Schicht 204 umfasst; die Schicht 204 kann ein zweidimensionales Material (das hierin auch als zweidimensionale Materialschicht 204 bezeichnet wird) umfassen oder daraus bestehen. Ferner umfasst jede der elektronischen Vorrichtungen 500 und 550 eine dielektrische Struktur 202, die an einer ersten Seite der Schicht 204 (beispielsweise über der Schicht 204) angeordnet ist, wobei die dielektrische Struktur 202 aus mindestens zwei Kontaktbereichen 202c besteht, die mindestens zwei Kontaktflächen 204c der Schicht 204 definieren, wobei die mindestens zwei Kontaktbereiche 202c voneinander beabstandet sind (beispielsweise in die seitliche Richtung), sodass eine Vorrichtungsfläche 204d der Schicht 204 zwischen den mindestens zwei Kontaktflächen 204c der Schicht 204 bereitgestellt ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mindestens zwei Kontaktbereiche 202c aus dotiertem dielektrischen Material 302n, 302p bestehen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Abstand zwischen den mindestens zwei Kontaktbereichen 202c frei von dotiertem dielektrischen Material sein.
  • Ferner umfasst jede der elektronischen Vorrichtungen 500 und 550 mindestens zwei Elektroden 206, die an einer zweiten Seite der Schicht 204, die der ersten Seite (beispielsweise unterhalb der Schicht 204, beispielsweise in einem dielektrischen Trägerelement 502 vergraben, wobei die mindestens zwei Elektroden 206 in direktem Kontakt mit der Schicht 204 sein können) entgegengesetzt ist, angeordnet sind, wobei die mindestens zwei Elektroden 206 elektrischen Kontakt zu den mindestens zwei Kontaktflächen 204c der Schicht 204 herstellen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst jeder der mindestens zwei Kontaktbereiche 202c dotiertes dielektrisches Material 302n, 302p, um die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in den mindestens zwei Kontaktflächen 204c der Schicht 204 einzustellen.
  • Zum besseren Verständnis kann jede der elektronischen Vorrichtungen 500 und 550 einen Vorrichtungsbereich 200d für das Bereitstellen einer geeigneten elektronischen Vorrichtung auf Basis der zweidimensionalen Materialschicht 204, beispielsweise eines Sensore, eines Kondensators, eines Schalters, eines Transistors und ähnlichem, umfassen, und jede der elektronischen Vorrichtungen 500 und 550 kann mindestens zwei Kontaktbereiche 200c (umfassend die mindestens zwei Elektroden 206 und das dotierte dielektrische Material 302n, 302p zum Einstellen des Kontaktwiderstands der mindestens zwei Elektroden 206) umfassen.
  • In der elektronischen Vorrichtung 500, wie in 5A veranschaulicht, können die mindestens zwei Kontaktbereiche 202c mit n-Typ-Dotierstoffen, wie beispielsweise Aluminium (Al), dotiert sein. Die Dotierstoffe können als fixe dielektrische Ladungsträger innerhalb des dielektrischen Materials der dielektrischen Struktur 202 bereitgestellt sein.
  • In der elektronischen Vorrichtung 550, wie in 5B veranschaulicht, können die mindestens zwei Kontaktbereiche mit p-Typ-Dotierstoffen, wie beispielsweise Stickstoff (N) oder Cäsium (Cs), dotiert sein. Die Dotierstoffe können als fixe dielektrische Ladungsträger innerhalb des dielektrischen Materials der dielektrischen Struktur 202 bereitgestellt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 5A und 5B veranschaulicht, können die mindestens zwei Kontaktbereiche 202c dotiertes (beispielsweise permanent aufgeladenes) dielektrisches Material 302n, 302p des jeweiligen selben Dotier-Typs umfassen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass, lediglich zum besseren Verständnis, eine Lücke zwischen den Elektroden 206 und der zweidimensionalen Materialschicht 204, und zwischen der zweidimensionalen Materialschicht 204 und den mindestens zwei Kontaktbereichen 202c der dielektrischen Struktur 202, in 5A und 5B gezeigt wird; die Elektroden 206 können jedoch in physischem Kontakt mit der zweidimensionalen Materialschicht 204, und die zweidimensionale Materialschicht 204 kann in physischem Kontakt mit den mindestens zwei Kontaktbereichen 202c der dielektrischen Struktur 202 sein.
  • Wie in 4A und 4B und 5A und 5B veranschaulicht, kann, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, eine elektronische Vorrichtung 400, 450, 500, 550 Folgendes umfassen: eine Schicht 204, die ein zweidimensionales Material (das auch als zweidimensionale Materialschicht 204 bezeichnet wird) umfasst, eine dielektrische Struktur 202, die an einer ersten Seite der Schicht 204 angeordnet ist, wobei die dielektrische Struktur 202 einen ersten Kontaktbereich 202c1 und einen zweiten Kontaktbereich 202c2 (beispielsweise mindestens zwei Kontaktbereiche 202c) umfasst, die eine erste Kontaktfläche 204c1 und eine zweite Kontaktfläche 204c2 (beispielsweise zwei Kontaktflächen 204c) jeweils der Schicht 204 umfasst, wobei der erste Kontaktbereich 202c1 und der zweite Kontaktbereich 202c2 voneinander beabstandet angeordnet sind, sodass eine Vorrichtungsfläche 204d der Schicht 204 zwischen der ersten Kontaktfläche 204c1 und der zweiten Kontaktfläche 204c2 der Schicht 204 bereitgestellt ist; eine erste Elektrode 206_1 und eine zweite Elektrode 206_2 (beispielsweise mindestens zwei Elektroden 206, die den mindestens zwei Kontaktflächen 204c entsprechen), die an einer zweiten Seite der Schicht 204, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet sind, wobei die erste Elektrode 206_1 und die zweite Elektrode 206_2 zur ersten Kontaktfläche 204c1 beziehungsweise zur zweiten Kontaktfläche 204c2 der Schicht 204 elektrischen Kontakt herstellen; wobei der erste Kontaktbereich 202c1 und der zweite Kontaktbereich 202c2 der dielektrischen Struktur 202 ein dotiertes dielektrisches Material 302n, 302p umfassen, um eine elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche 204c1 beziehungsweise in der zweiten Kontaktfläche 204c2 der Schicht 204 einzustellen, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Kontaktbereich 202c1 und dem zweiten Kontaktbereich 202c2 der dielektrischen Struktur 202, welcher der Vorrichtungsfläche 204d der Schicht 204 entspricht, frei von dem dotierten dielektrischen Material ist.
  • 6A und 6B veranschaulichen eine elektronische Vorrichtung 600 beziehungsweise eine elektronische Vorrichtung 650 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Jede der elektronischen Vorrichtungen 600 und 650 umfasst eine Schicht 204, wobei die Schicht 204 ein zweidimensionales Material umfasst oder daraus besteht, das auch als zweidimensionale Materialschicht 204 bezeichnet wird. Ferner umfasst jede der elektronischen Vorrichtungen 600 und 650 eine dielektrische Struktur 202, die an einer ersten Seite der zweidimensionalen Materialschicht 204 angeordnet ist, wobei die dielektrische Struktur 202 mindestens zwei Kontaktbereiche 202c umfasst, die mindestens zwei Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 definieren, wobei die mindestens zwei Kontaktbereiche 202c voneinander beabstandet angeordnet sind, sodass eine Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 zwischen den mindestens zwei Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 bereitgestellt ist. Jede der elektronischen Vorrichtungen 600 und 650 umfasst ferner mindestens zwei Elektroden 206, die an einer zweiten Seite der zweidimensionalen Materialschicht 204, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet sind, wobei die mindestens zwei Elektroden 206 elektrischen Kontakt zu den mindestens zwei Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 herstellen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst jeder der mindestens zwei Kontaktbereiche 202c der dielektrischen Struktur 202 einen elektrisch leitfähigen Abschnitt 202e, der von der Kontaktfläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 elektrisch getrennt ist, um die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in den mindestens zwei Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 durch Anlegen einer Spannung (die mit +Vg gekennzeichnet ist) an den elektrisch leitfähigen Abschnitt 202e einzustellen.
  • Zum besseren Verständnis kann jede der elektronischen Vorrichtungen 600 und 650 mindestens zwei Kontaktbereiche 200c umfassen, wobei die Elektroden 206 und die elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e in den Kontaktbereichen 200c der elektronischen Vorrichtung 600, 650 angeordnet sein können oder wobei die Elektroden 206 und die elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e die jeweiligen Kontaktbereiche 200c der elektronischen Vorrichtung 600, 650 definieren und wobei die elektronische Vorrichtung 600, 650 einen Vorrichtungsbereich 200d zwischen den mindestens zwei Kontaktbereichen 200c umfassen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeder der elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e ein Metall und/oder ein dotiertes (beispielsweise elektrisch leitfähiges) Halbleitermaterial umfassen oder daraus bestehen. Wie in 6A veranschaulicht, kann in der elektronischen Vorrichtung 600 die dielektrische Struktur 202, welche die elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e in den mindestens zwei Kontaktbereichen 202c umfasst, über einem Trägerelement 612 angeordnet sein. Das Trägerelement 612 kann elektrisch leitfähiges Material, beispielsweise dotiertes Silizium, umfassen. Daher kann eine Spannung +Vg, die an die Rückseite 612b des Trägerelements 612 angelegt wird (oder allgemein eine Spannung, die dem Trägerelement 612 bereitgestellt wird), Ladungen in die elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e induzieren, wobei die Ladungen (die mit + für eine an das Trägerelement 612 angelegte positive Spannung gekennzeichnet ist) das elektrische Feld in den Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 erzeugen kann, um den Kontaktwiderstand zwischen den Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 und den jeweiligen Elektroden 206 einzustellen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann auch eine negative Spannung (die mit -Vg gekennzeichnet ist) an das Trägerelement 612 angelegt werden, und daher an die elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e (die beispielsweise im dielektrischen Material 602 der dielektrischen Struktur 202 eingebettet sind) von den Kontaktflächen 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 elektrisch getrennt (mit anderen Worten, isoliert) sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein elektronischer Schaltkreis mit jedem der elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e, beispielsweise durch das elektrisch leitfähige Trägerelement 612 hindurch, elektrisch gekoppelt sein, wobei der elektronische Schaltkreis konfiguriert sein kann, eine Spannung +Vg an jeden der elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e anzulegen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Metallisierungsstruktur angewandt werden, um zu jedem der elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e elektrischen Kontakt herzustellen. In diesem Fall kann das Trägerelement 612 auch aus elektrisch isolierendem Material gebildet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Bereich zwischen den mindestens zwei Kontaktbereichen 202c der elektrischen Struktur 202 mit (undotiertem) dielektrischen Material gefüllt sein. Mit anderen Worten, die Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 ist vielleicht nicht wesentlich durch die Spannung +Vg (or -Vg) beeinflusst, die den elektrisch leitfähigen Abschnitten 202e bereitgestellt ist. Mit anderen Worten, der Abstand zwischen den mindestens zwei Kontaktbereichen 202e der dielektrischen Struktur 202 kann frei von elektrisch leitfähigem Material, das mit einer Leistungsquelle gekoppelt ist, sein.
  • Die in 6B veranschaulichte elektronische Vorrichtung 650 weist eine ähnliche, wie in 6A gezeigte, dielektrische Struktur 202 gemäß verschiedenen Ausführungsformen auf. Hierin kann ein elektrisch leitfähiges Trägerelement 612 oder eine elektrisch leitfähige Schicht 612 derart strukturiert sein, dass die elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e bereitgestellt sein können. Das elektrisch leitfähige Trägerelement 612 oder die elektrisch leitfähige Schicht 612 können von der zweidimensionalen Materialschicht 204 durch dielektrisches Material 602 getrennt sein.
  • Die elektronische Vorrichtung 650 von 6B umfasst eine strukturierte, elektrisch leitfähige Schichtstruktur 612; und die strukturierte, elektrisch leitfähige Schichtstruktur 612 umfasst oder besteht aus einem ersten Bereich 612c (der beispielsweise unterhalb Kontaktbereichen 202c der dielektrischen Struktur 202 angeordnet ist) und einem zweiten Bereich 612d (der beispielsweise unterhalb Vorrichtungsbereich 202d der dielektrischen Struktur 202 angeordnet ist), die aneinander angrenzend angeordnet sind. Zum besseren Verständnis umfasst die elektronische Vorrichtung 650 einen Kontaktbereich 200c und einen Vorrichtungsbereich 200d, wobei die strukturierte, elektrisch leitfähige Schichtstruktur 612 die Kontaktfläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 im Kontaktbereich 200c der elektronischen Vorrichtung 200 und der Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 im Vorrichtungsbereich 200d der elektronischen Vorrichtung 650 definiert. Ferner ist eine dielektrische Schicht 602 zwischen der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schichtstruktur 612 und der zweidimensionalen Materialstruktur 204 angeordnet. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die dielektrische Schicht 602 eine erste Dicke zwischen dem ersten Bereich 612c der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schichtstruktur 612 und der ersten Fläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 und eine zweite Dicke zwischen dem zweiten Bereich 612d der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schichtstruktur 612 und dem zweiten Bereich 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 auf, wobei die erste Dicke sich von der zweiten Dicke unterscheidet (beispielsweise kann die erste Dicke größer oder kleiner als die zweite Dicke sein). Mit anderen Worten, da die elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e Teil der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schichtstruktur 612 sein können, weist die dielektrische Schicht 602 eine erste Dicke zwischen dem ersten Bereich 202e der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schichtstruktur 612 und der ersten Fläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204, und eine zweite Dicke zwischen dem zweiten Bereich 612d der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schichtstruktur 612 und dem zweiten Bereich 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 auf, wobei die erste Dicke sich von der zweiten Dicke unterscheidet (beispielsweise kann die erste Dicke größer oder kleiner als die zweite Dicke sein). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können beide Bereiche 612c, 612d der elektrisch leitfähigen Schichtstruktur 612 elektrisch leitfähig sein oder können, anders gesagt, elektrisch leitfähiges Material umfassen oder daraus bestehen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke der dielektrischen Schicht 602 zwischen dem ersten Bereich 612c (oder 202e) der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schichtstruktur 612 und der ersten Fläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 im Bereich von ungefähr 3 nm bis ungefähr 3000 nm, beispielsweise im Bereich von ungefähr 3 nm bis ungefähr 2000 nm, beispielsweise im Bereich von ungefähr 3 nm bis ungefähr 1000 nm sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dicke der dielektrischen Schicht 602 zwischen dem zweiten Bereich 612d der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schichtstruktur 612 und der zweiten Fläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 im Bereich von ungefähr 300 nm bis ungefähr 5 µm sein.
  • Ferner kann die strukturierte, elektrisch leitfähige Schichtstruktur 612 mit einem Kontakt (beispielsweise einem Rückseiten-Kontakt) zum Anlegen einer elektrischen Spannung +Vg an die strukturierte, elektrisch leitfähige Schichtstruktur 612 elektrisch gekoppelt sein. Die strukturierte, elektrisch leitfähige Schichtstruktur 612 kann die elektrisch leitfähigen Abschnitte 202e bereitstellen, sodass, wie zuvor beschrieben, die dielektrische Struktur 202 gemeinsam mit der dielektrischen Schicht 602 bereitgestellt ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Bereich 612c der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schichtstruktur 612 (die beispielsweise im Kontaktbereich 200c der elektronischen Vorrichtung 650 bereitgestellt ist) vom zweiten Bereich 612d der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schichtstruktur 612 (die beispielsweise im Vorrichtungsbereich 200d der elektronischen Vorrichtung 650 bereitgestellt ist) beispielsweise über einen Graben, der mit elektrisch isolierendem Material gefüllt ist, oder über einen Abschnitt eines (nicht gezeigten) elektrisch isolierenden Materials elektrisch isoliert (mit anderen Worten, isoliert) sein.
  • Wie in 6A und 6B veranschaulicht, kann die Auswirkung eines Ladungstransfers in der Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 durch Anwendung unterschiedlicher Dicken für das dielektrische Material 602 reduziert werden, das zwischen dem elektrisch leitfähigen Material 202e, 612 und der zweidimensionalen Materialschicht 204 angeordnet ist. Zum besseren Verständnis kann das elektrische Potential in der Vorrichtungsfläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 durch die Dicke des dielektrischen Materials 602 gesteuert werden, auf dem die zweidimensionale Materialschicht 204 angeordnet ist. Je dünner das dielektrische Material 602, desto höher ist das elektrische Feld, das in die zweidimensionale Materialschicht 204 induziert werden kann.
  • Es wird daraufhingewiesen, dass, lediglich zum besseren Verständnis, eine Lücke in 6A und 6B zwischen den Elektroden 206 und der zweidimensionalen Materialschicht 204, und zwischen der zweidimensionalen Materialschicht 204 und dem dielektrischen Material 602 der dielektrischen Struktur 202 gezeigt wird; jedoch können die Elektroden 206 in physischem Kontakt mit der zweidimensionalen Materialschicht 204, und die zweidimensionale Materialschicht 204 kann in physischem Kontakt mit dem dielektrischen Material 602 der dielektrischen Struktur 202 sein.
  • Wie in 6A und 6B veranschaulicht, kann, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, eine elektronische Vorrichtung 600, 650 Folgendes umfassen: eine, ein zweidimensionales Material (das auch als zweidimensionale Materialschicht 204 bezeichnet wird) umfassende Schicht 204, eine dielektrische Struktur 202, die an einer ersten Seite der Schicht 204 angeordnet ist, wobei die dielektrische Schicht einen ersten Kontaktbereich 202c1 und einen zweiten Kontaktbereich 202c2 (beispielsweise mindestens zwei Kontaktbereiche 202c) umfasst, die eine erste Kontaktfläche 204c1 und eine zweite Kontaktfläche 204c2 (beispielsweise zwei Kontaktflächen 204c) jeweils der Schicht 204 definieren, wobei der erste Kontaktbereich 202c1 und der zweite Kontaktbereich 202c2 derart voneinander beabstandet sind, dass die Vorrichtungsfläche 204d der Schicht 204 zwischen der ersten Kontaktfläche 204c1 und der zweiten Kontaktfläche 204c2 der Schicht 204 bereitgestellt ist; eine erste Elektrode 206_1 und eine zweite Elektrode 206_2 (beispielsweise mindestens zwei Elektroden 206, die den mindestens zwei Kontaktflächen 204c entsprechen), die an einer zweiten Seite der Schicht 204, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet ist, wobei die erste Elektrode 206_1 und die zweite Elektrode 206_2 elektrischen Kontakt zur ersten Kontaktfläche 204c1 beziehungsweise zur zweiten Kontaktfläche 204c2 der Schicht 204 herstellen; wobei der erste Kontaktbereich 202c1 und der zweite Kontaktbereich 202c2 der dielektrischen Struktur 202 einen ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt 202e1 beziehungsweise einen zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt 202e2 umfassen (beispielsweise mindestens zwei elektrisch leitfähige Abschnitte 202e, die den mindestens zwei Kontaktflächen 204c der Schicht 204 entsprechen), wobei der erste elektrisch leitfähige Abschnitt 202e1 und der zweite elektrisch leitfähige Abschnitt 202e2 von der Schicht 204 elektrisch getrennt sind, um eine elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche 204c1 und in der zweiten Kontaktfläche 204c2 der Schicht 204 durch Anlegen einer Spannung +Vg an den ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt 202e1 und an den zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt 202e2 einzustellen, und wobei ein Vorrichtungsbereich 602d zwischen dem ersten Kontaktbereich 202c1 und dem zweiten Kontaktbereich 202c2 der dielektrischen Struktur 202 angeordnet ist, die der Vorrichtungsfläche 204d der Schicht 204 entspricht, wobei der Vorrichtungsbereich 602d dielektrisches Material umfasst.
  • 7A veranschaulicht eine elektronische Vorrichtung 700 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die elektronische Vorrichtung 700 umfasst eine elektrisch leitfähige Schicht 702e; die elektrisch leitfähige Schicht 702e umfasst mindestens einen ersten Bereich 702a und einen zweite Bereich 702b, wobei der erste Bereich 702a und der zweite Bereich 702b voneinander elektrisch isoliert sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine elektrische Isolierungsstruktur 702i zwischen dem ersten Bereich 702a und dem zweiten Bereich 702b der elektrisch leitfähigen Schicht 702e bereitgestellt sein. Die elektrische Isolierungsstruktur 702i kann einen Graben umfassen oder daraus bestehen, der mit elektrisch isolierendem Material gefüllt ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die elektrische Isolierungsstruktur 702i einen Abschnitt eines elektrisch isolierenden Materials umfassen oder einer sein. Die elektrische Isolierungsstruktur 702i kann sich zur Gänze durch die elektrisch leitfähige Schicht 702e hindurch erstrecken.
  • Ferner umfasst, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, die elektronische Vorrichtung 700 eine dielektrische Schicht 702, die über der elektrisch leitfähigen Schicht 702e angeordnet ist. Veranschaulichend stellen die dielektrische Schicht 702, die elektrisch leitfähige Schicht 702e und die elektrische Isolierungsstruktur 702i die dielektrische Struktur 202, wie zuvor beschrieben, bereit. Ferner umfasst, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, die elektronische Vorrichtung 700 eine zweidimensionale Materialschicht 204, die über der dielektrischen Schicht 702 angeordnet ist, umfasst die zweidimensionale Materialschicht 204 eine erste Fläche 204c, die über dem ersten Bereich 702a der elektrisch leitfähigen Schicht 702e angeordnet ist, und eine zweite Fläche 204d, die über dem zweiten Bereich 702b der elektrisch leitfähigen Schicht 702e angeordnet ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Fläche 204c der zweidimensionalen Schicht 204 eine Kontaktfläche sein, und die zweite Fläche 204d kann eine Vorrichtungsfläche, wie zuvor beschrieben, sein. Veranschaulichend kann die erste Fläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 durch den ersten Bereich 702a der elektrisch leitfähigen Schicht 702e beeinflusst sein, und die zweite Fläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 kann durch den zweiten Bereich 702b der elektrisch leitfähigen Schicht 702e beeinflusst sein. Da der erste Bereich 702a und der zweite Bereich 702b voneinander elektrisch getrennt sind, können die erste Fläche 204c und die zweite Fläche 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 durch Anlegen einer vordefinierten Spannung in den jeweiligen Bereich 702a, 702b der elektrisch leitfähigen Schicht 702e unabhängig voneinander gesteuert (oder eingestellt) sein.
  • Daher kann der erste Bereich 702a der elektrisch leitfähigen Schicht 702e mit einem ersten Kontakt 704a zum Anlegen einer ersten elektrischen Spannung in den ersten Bereich 702a gekoppelt sein, beispielsweise um ein erstes elektrisches Feld in der ersten Fläche 204c der zweidimensionalen Materialschicht 204 bereitzustellen. Ferner kann der zweite Bereich 702b der elektrisch leitfähigen Schicht 702e mit einem zweiten Kontakt 704b zum Anlegen einer zweiten elektrischen Spannung in den zweiten Bereich 702b elektrisch gekoppelt sein, beispielsweise um ein zweites elektrisches Feld im zweiten Feld 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 bereitzustellen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich die erste Spannung von der zweiten Spannung unterscheiden.
  • Wie in 7A veranschaulicht, können mindestens zwei Stützelektroden 702a, 702b unterhalb der zweidimensionalen Materialschicht 204 bereitgestellt sein, wobei die mindestens zwei Stützelektroden 702a, 702b voneinander und von der zweidimensionalen Materialschicht 204 elektrisch getrennt sein können. Daher können unterschiedliche Flächen der zweidimensionalen Materialschicht 204 durch das Anlegen einer Spannung an die jeweilige Stützelektrode 702a, 702b beeinflusst sein.
  • Der erste Kontakt 704a und der zweite Kontakt 704b können an der Rückseite der elektronischen Vorrichtung 700, beispielsweise als Rückseiten-Kontakte oder Rückseiten-Kontaktstellen, angeordnet sein. Alternativ dazu können der erste Kontakt 704a und der zweite Kontakt 704b an der Vorderseite der elektronischen Vorrichtung 700, beispielsweise als Vorderseiten-Kontakte oder Vorderseiten-Kontaktstellen, angeordnet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mindestens zwei Stützelektroden 702a, 702b (mit anderen Worten, der erste Bereich 702a und der zweite Bereich 702b der elektrisch leitfähigen Schicht 702e) Teil einer Metallisierungsstruktur sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Treiberschaltung mit dem ersten Kontakt 704a und dem zweiten Kontakt 704b zum Anlegen der vordefinierten Spannung für den jeweiligen der Bereiche 702a, 702b gekoppelt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht 7B eine ähnliche elektronische Vorrichtung 750 gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 7A gezeigt. Wie in 7B veranschaulicht, können mindestens zwei Stützelektroden 702a, 702b an einer ersten Seite einer zweidimensionalen Materialschicht 204 (beispielsweise über der zweidimensionalen Materialschicht 204 der unterhalb der zweidimensionalen Materialschicht 204) bereitgestellt sein, wobei die mindestens zwei Stützelektroden 702a, 702b voneinander und von der zweidimensionalen Materialschicht 204 elektrisch getrennt sein können. Mit anderen Worten, die mindestens zwei Stützelektroden 702a, 702b können in einer dielektrischen Schicht 702 vergraben sein. Daher können unterschiedliche Flächen 204a, 204d der zweidimensionalen Materialschicht 204 durch Anlegen einer Spannung an die jeweilige Stützelektrode 702a, 702b beeinflusst sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Treiberschaltung mit der jeweiligen Stützelektrode 702a, 702b zum Anlegen einer vordefinierten Spannung für jede der jeweiligen Stützelektroden 702a, 702b (beispielsweise über eine Metallisierungsstruktur) gekoppelt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine elektronische Vorrichtung Folgendes umfassen: eine Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst; eine dielektrische Struktur an einer ersten Seite der Schicht, wobei die dielektrische Struktur einen ersten Kontaktbereich und einen zweiten Kontaktbereich umfasst, wobei der erste Kontaktbereich eine erste Kontaktfläche der Schicht definiert, und der zweite Kontaktbereich eine zweite Kontaktfläche der Schicht definiert, und der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich ferner eine Vorrichtungsfläche der Schicht zwischen der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche der Schicht definieren; eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die an einer zweiten Seite der Schicht, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet sind, wobei die erste Elektrode in direktem physischen Kontakt mit der ersten Kontaktfläche der Schicht ist, und wobei die zweite Elektrode in direktem physischen Kontakt mit der zweiten Kontaktfläche der Schicht ist, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur konfiguriert sind, eine elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche beziehungsweise in der zweiten Kontaktfläche so einzustellen, dass sich die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche und in der zweiten Kontaktfläche der Schicht von der elektrischen Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der Vorrichtungsfläche der Schicht unterscheidet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die elektronische Vorrichtung 200 einen oder mehrere zusätzliche Kontakte oder zusätzliche Elektroden umfassen. Mit anderen Worten, die elektronische Vorrichtung 200 kann die erste Elektrode, die zweite Elektrode und mindestens eine zusätzliche Elektrode umfassen. Die mindestens eine zusätzliche Elektrode kann in direktem Kontakt mit der Schicht, die das zweidimensionale Material umfasst, sein, oder auch nicht.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur konfiguriert sein, den elektrischen Widerstand (oder, anders gesagt, den Wert des elektrischen Widerstands) des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche beziehungsweise in der zweiten Kontaktfläche der Schicht einzustellen, sodass sich der elektrische Widerstand des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche und in der zweiten Kontaktfläche der Schicht vom elektrischen Widerstand des zweidimensionalen Materials in der Vorrichtungsfläche der Schicht unterscheidet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die Vorrichtungsfläche der Schicht frei von weiteren Elektroden, die in direktem physischen Kontakt mit der Schicht sind.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur konfiguriert, ein elektrisches Feld zur Einstellung der elektrischen Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche beziehungsweise in der zweiten Kontaktfläche der Schicht zu erzeugen. Zum besseren Verständnis kann das erzeugte elektrische Feld den elektrischen Widerstand (oder, anders gesagt, den Wert des elektrischen Widerstands) des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche beziehungsweise in der zweiten Kontaktfläche der Schicht einstellen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfassen der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur jeweils dotiertes dielektrisches Material. Das dotierte dielektrische Material kann das elektrische Feld zur Einstellung der elektrischen Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche beziehungsweise in der zweiten Kontaktfläche der Schicht erzeugen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur dasselbe dotierte dielektrische Material umfassen oder können unterschiedliches dotiertes dielektrisches Material umfassen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst der erste Kontaktbereich einen ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur umfasst einen zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt, wobei der erste elektrisch leitfähige Abschnitt und der zweite elektrisch leitfähige Abschnitt von der Schicht elektrisch getrennt sind.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur konfiguriert, dieselbe elektrische Charakteristik (beispielsweise denselben Wert des elektrischen Widerstands) des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche und in der zweiten Kontaktfläche der Schicht bereitzustellen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur konfiguriert, unterschiedliche elektrische Charakteristiken (beispielsweise unterschiedliche Werte des elektrischen Widerstands) des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche und in der zweiten Kontaktfläche der Schicht bereitzustellen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst das zweidimensionale Material Graphen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst die Schicht eine Monoschicht des zweidimensionalen Materials.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine elektronische Vorrichtung Folgendes umfassen: eine Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst, eine dielektrische Struktur, die an einer ersten Seite der Schicht angeordnet ist, wobei die dielektrische Struktur einen ersten Kontaktbereich und einen zweiten Kontaktbereich umfasst, die eine erste Kontaktfläche beziehungsweise eine zweite Kontaktfläche der Schicht definieren, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich voneinander derart beabstandet angeordnet sind, dass eine Vorrichtungsfläche der Schicht zwischen der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche der Schicht bereitgestellt ist; eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die an einer zweiten Seite der Schicht, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode elektrischen Kontakt zur ersten Kontaktfläche beziehungsweise zur zweiten Kontaktfläche der Schicht herstellen; wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur ein dotiertes dielektrisches Material umfassen, um eine elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche beziehungsweise in der zweiten Kontaktfläche einzustellen, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich der dielektrischen Struktur, welcher der Vorrichtungsfläche der Schicht entspricht, frei von dem dotierten dielektrischen Material ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind die erste Elektrode und die zweite Elektrode zumindest teilweise in einer dielektrischen Struktur eingebettet, wobei die Schicht auf der dielektrischen Schicht angeordnet ist, und wobei die dielektrische Struktur über der Schicht angeordnet ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die dielektrische Schicht auf einem Halbleiterträger angeordnet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die dielektrische Struktur auf einem Halbleiterträger angeordnet; wobei der Abstand zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich der dielektrischen Struktur mit dielektrischem Material gefüllt ist, wobei die Schicht über der dielektrischen Struktur angeordnet ist, und wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode über der Schicht angeordnet sind.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst das dielektrische Material, das im Abstand zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich der dielektrischen Struktur angeordnet ist, undotiertes dielektrisches Material.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst das zweidimensionale Material Graphen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine elektronische Vorrichtung Folgendes umfassen: eine Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst, eine dielektrische Struktur, die an einer ersten Seite der Schicht angeordnet ist, wobei die dielektrische Struktur einen ersten Kontaktbereich und einen zweiten Kontaktbereich umfasst, die eine erste Kontaktfläche beziehungsweise eine zweite Kontaktfläche der Schicht definieren, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich derart voneinander beabstandet sind, dass eine Vorrichtungsfläche der Schicht zwischen der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche der Schicht bereitgestellt ist; eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die an einer zweiten Seite der Schicht, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode elektrischen Kontakt zur ersten Kontaktfläche beziehungsweise zur zweiten Kontaktfläche der Schicht herstellen; wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur einen ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt beziehungsweise einen zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt umfassen, wobei der erste elektrisch leitfähige Abschnitt und der zweite elektrisch leitfähige Abschnitt von der Schicht elektrisch getrennt sind, um eine elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche und in der zweiten Kontaktfläche der Schicht durch Anlegen einer Spannung an den ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt und an den zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt einzustellen, und wobei ein Vorrichtungsbereich zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich der dielektrischen Struktur, die der Vorrichtungsfläche der Schicht entspricht, angeordnet ist, wobei der Vorrichtungsbereich dielektrisches Material umfasst.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die elektronische Vorrichtung ferner Folgendes umfassen: einen elektronischen Schaltkreis (oder irgendeinen anderen Schaltkreis), der mit dem ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt und dem zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt elektrisch gekoppelt ist, wobei der elektronische Schaltkreis konfiguriert ist, eine Spannung an den ersten, elektrisch leitfähigen Abschnitt und an den zweiten, elektrisch leitfähigen Abschnitt anzulegen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist der Vorrichtungsbereich, der zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich der dielektrischen Struktur angeordnet ist, frei von elektrisch leitfähigem Material. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst der Vorrichtungsbereich, der zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich der dielektrischen Struktur angeordnet ist, einen dritten elektrisch leitfähigen Abschnitt, der vom ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt und vom zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt durch dielektrisches Material elektrisch isoliert ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst das zweidimensionale Material Graphen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist der erste elektrisch leitfähige Abschnitt vom zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt elektrisch getrennt, und ein elektronischer Schaltkreis ist konfiguriert, eine erste Spannung an den ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt, und eine von der ersten Spannung unterschiedliche zweite Spannung an den zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt anzulegen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine elektronische Vorrichtung Folgendes umfassen: eine Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst, eine dielektrische Struktur an einer ersten Seite der Schicht, wobei die dielektrische Struktur mindestens einen Kontaktbereich umfasst, der mindestens eine Kontaktfläche der Schicht und eine Vorrichtungsfläche der Schicht definiert, die an die mindestens eine Kontaktfläche der Schicht angrenzend angeordnet ist; mindestens eine Elektrode, die an einer zweiten Seite der Schicht, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet ist, wobei die mindestens eine Elektrode in direktem physischen Kontakt mit der mindestens einen Kontaktfläche der Schicht ist; wobei der mindestens eine Kontaktbereich der dielektrischen Struktur konfiguriert ist, eine elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der mindestens einen Kontaktfläche der Schicht so einzustellen, dass sich die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der mindestens einen Kontaktfläche der Schicht von der elektrischen Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der Vorrichtungsfläche unterscheidet.
  • Ferner kann der mindestens eine Kontaktbereich der dielektrischen Struktur zwei direkt aneinandergrenzende Kontaktbereiche umfassen, die zwei direkt aneinandergrenzende Kontaktflächen der Schicht definieren, wobei sich die Vorrichtungsfläche der Schicht zwischen den direkt aneinandergrenzenden Kontaktflächen der Schicht erstreckt.
  • Ferner kann der mindestens eine Kontaktbereich der dielektrischen Struktur konfiguriert sein, ein elektrisches Feld zur Einstellung der elektrischen Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der mindestens einen Kontaktfläche der Schicht zu erzeugen.
  • Ferner kann der mindestens eine Kontaktbereich der dielektrischen Struktur dotiertes (beispielsweise ständig aufgeladenes) dielektrisches Material umfassen, um das elektrische Feld in der mindestens einen Kontaktfläche der Schicht bereitzustellen.
  • Ferner kann der mindestens eine Kontaktbereich der dielektrischen Struktur einen elektrisch leitfähigen Abschnitt umfassen, der von der mindestens einen Kontaktfläche der Schicht (beispielsweise durch eine dielektrische Schicht) elektrisch getrennt ist, um das elektrische Feld in der mindestens einen Kontaktfläche der Schicht bereitzustellen.
  • Ferner kann das zweidimensionale Material Graphen umfassen oder daraus bestehen.
  • Ferner kann die Schicht eine Monoschicht des zweidimensionalen Materials umfassen. Ferner kann die Schicht eine Graphen-Monoschicht umfassen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine elektronische Vorrichtung Folgendes umfassen: eine Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst, eine dielektrische Struktur, die an einer ersten Seite der Schicht angeordnet ist, wobei die dielektrische Struktur mindestens zwei Kontaktbereiche umfasst, die mindestens zwei Kontaktflächen der Schicht definieren, wobei die mindestens zwei Kontaktbereiche voneinander beabstandet angeordnet sind, sodass eine Vorrichtungsfläche der Schicht zwischen den mindestens zwei Kontaktflächen der Schicht bereitgestellt ist; mindestens zwei Elektroden, die an einer zweiten Seite der Schicht, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet sind, wobei die mindestens zwei Elektroden elektrischen Kontakt zu den mindestens zwei Kontaktflächen der Schicht herstellen; wobei jeder der mindestens zwei Kontaktbereiche der dielektrischen Struktur ein dotiertes (beispielsweise ständig aufgeladenes) dielektrisches Material umfasst, um die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in den mindestens zwei Kontaktflächen der Schicht einzustellen, wobei ein Abstand zwischen den mindestens zwei Kontaktbereichen der dielektrischen Struktur frei von dem dotierten dielektrischen Material ist.
  • Ferner können die mindestens zwei Elektroden zumindest teilweise in einer dielektrischen Schicht eingebettet sein, wobei die Schicht auf der dielektrischen Schicht angeordnet ist, und wobei die dielektrische Struktur über der Schicht angeordnet ist. Die dielektrische Schicht kann auf einem Halbleiterträger angeordnet sein.
  • Ferner kann die dielektrische Struktur auf einem Halbleiterträger angeordnet sein; wobei der Abstand zwischen den mindestens zwei Kontaktbereichen der dielektrischen Struktur mit dielektrischem Material gefüllt werden kann, wobei die Schicht über der dielektrischen Schicht angeordnet sein kann, und wobei die mindestens zwei Elektroden über der Schicht angeordnet sind.
  • Ferner kann das dielektrische Material, das im Abstand zwischen den mindestens zwei Kontaktbereiche der dielektrischen Struktur angeordnet ist, undotiertes dielektrisches Material umfassen.
  • Ferner kann das zweidimensionale Material Graphen umfassen oder daraus bestehen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine elektronische Vorrichtung Folgendes umfassen: eine Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst, eine dielektrische Struktur, die an einer ersten Seite der Schicht angeordnet ist, wobei die dielektrische Struktur mindestens zwei Kontaktbereiche umfasst, die mindestens zwei Kontaktflächen der Schicht definieren, wobei die mindestens zwei Kontaktbereiche voneinander beabstandet angeordnet sind, sodass eine Vorrichtungsfläche der Schicht zwischen den mindestens zwei Kontaktflächen der Schicht bereitgestellt ist; mindestens zwei Elektroden, die an einer zweiten Seite der Schicht, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet sind, wobei die mindestens zwei Elektroden elektrischen Kontakt zu den mindestens zwei Kontaktflächen der Schicht herstellen; wobei jeder der mindestens zwei Kontaktbereiche der dielektrischen Struktur einen elektrisch leitfähigen Abschnitt umfasst, der von der Kontaktfläche der Schicht (beispielsweise über eine dielektrische Schicht) elektrisch getrennt ist, um die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in den mindestens zwei Kontaktflächen der Schicht durch Anlegen einer Spannung an dem elektrisch leitfähigen Abschnitt einzustellen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die elektronische Vorrichtung ferner Folgendes umfassen: einen elektronischen Schaltkreis, der mit jedem der elektrisch leitfähigen Abschnitte elektrisch gekoppelt ist, wobei der elektronische Schaltkreis konfiguriert ist, eine Spannung an jeden der elektrisch leitfähigen Abschnitte anzulegen.
  • Ferner kann die dielektrische Struktur mindestens eines von über oder in einem Halbleiterträger bereitgestellt sein; wobei ein Abstand zwischen den mindestens zwei Kontaktbereichen der dielektrischen Struktur mit dielektrischem Material gefüllt ist.
  • Ferner kann der Abstand zwischen den mindestens zwei Kontaktbereichen der dielektrischen Struktur frei von elektrisch leitfähigem Material sein.
  • Ferner kann das zweidimensionale Material Graphen umfassen oder daraus bestehen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine elektronische Vorrichtung Folgendes umfassen: eine elektrisch leitfähige Schicht, die einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich umfasst, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich voneinander (beispielsweise durch mindestens einen Graben, der mit elektrisch isolierendem Material oder durch einen Abschnitt von elektrisch isolierendem Material gefüllt ist) elektrisch isoliert sind; eine dielektrische Schicht, die über der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist; eine Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst, das über der dielektrischen Schicht angeordnet ist, wobei die Schicht eine erste Fläche, die über dem ersten Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist, und eine zweite Fläche, die über dem zweiten Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist, umfasst; wobei der erste Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht mit einem ersten Kontakt (Kontaktstelle) elektrisch gekoppelt ist, um eine erste elektrische Spannung an den ersten Bereich anzulegen (um ein erstes elektrisches Feld in der ersten Fläche der Schicht bereitzustellen) und wobei der zweite Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht mit einer zweiten Kontaktstelle elektrisch gekoppelt ist, um eine zweite elektrische Spannung an den zweiten Bereich anzulegen, um ein zweites elektrisches Feld der Schicht bereitzustellen (um unterschiedliche elektrische Charakteristiken des zweidimensionalen Materials in der ersten Fläche und in der zweiten Fläche bereitzustellen).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Vorrichtung, wobei die elektronische Vorrichtung Folgendes umfasst: eine elektrisch leitfähige Schicht, die einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich umfasst, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich (beispielsweise durch mindestens einen Graben, der mit elektrisch isolierendem Material oder durch einen Teil von elektrisch isolierendem Material gefüllt ist) voneinander elektrisch isoliert sind; eine dielektrische Schicht, die über der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist; eine Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst, das über der dielektrischen Schicht angeordnet ist, wobei die Schicht eine erste Fläche, die über dem ersten Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist, und eine zweite Fläche, die über dem zweiten Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist, umfasst; wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Anlegen einer ersten Spannung an den ersten Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht, und Anlegen einer zweiten Spannung, die sich von der ersten Spannung unterscheidet, an den zweiten Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht (um unterschiedliche elektrische Charakteristiken des zweidimensionalen Materials in der ersten Fläche und in der zweiten Fläche der Schicht bereitzustellen).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Spannung im Bereich von ungefähr -100 V bis ungefähr 100 V sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Spannung im Bereich von ungefähr -100 V bis ungefähr 100 V sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine elektronische Vorrichtung Folgendes umfassen: eine strukturierte elektrisch leitfähige Schicht, die einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich, die aneinander angrenzend angeordnet sind, umfasst; eine dielektrische Schicht, die über der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist; eine Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst, das über der dielektrischen Schicht angeordnet ist, wobei die Schicht eine erste Fläche, die über dem ersten Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist, und eine zweite Fläche, die über dem zweiten Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist, umfasst; wobei die dielektrische Schicht eine erste Dicke zwischen dem ersten Bereich der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schicht und der ersten Fläche der Schicht, und eine zweite Dicke zwischen dem zweiten Bereich der strukturierten, elektrisch leitfähigen Schicht und dem zweiten Bereich der Schicht aufweist, wobei sich die erste Dicke von der zweiten Dicke unterscheidet; wobei die elektrisch leitfähige Schicht mit einem Kontakt elektrisch gekoppelt ist, um eine elektrische Spannung an die elektrisch leitfähige Schicht anzulegen (beispielsweise unterschiedliche elektrische Charakteristiken des zweidimensionalen Materials in der ersten Fläche und in der zweiten Fläche bereitzustellen).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Dicke im Bereich von ungefähr 3 nm bis ungefähr 1 µm, beispielsweise im Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 1 µm, sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zweite Dicke im Bereich von ungefähr 3 nm bis ungefähr 1 µm, beispielsweise im Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 1 µm, sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren Folgendes umfassen: Erzeugen eines ersten elektrischen Feldes in einer ersten Fläche einer zweidimensionalen Materialschicht, um einen Kontaktwiderstand zwischen der ersten Fläche der zweidimensionalen Materialschicht und einer Elektrode anzupassen, die in direktem physischen Kontakt mit der ersten Fläche der zweidimensionalen Materialschicht ist; und Erzeugen eines zweiten elektrischen Feldes, das sich vom ersten elektrischen Feld in der zweiten Fläche der zweidimensionalen Materialschicht unterscheidet, die angrenzend an die erste Fläche angeordnet ist, um die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der zweiten Fläche anzupassen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine elektronische Vorrichtung Folgendes umfassen: eine dielektrische Struktur und eine Schicht, die über der dielektrischen Struktur angeordnet ist, wobei die Schicht ein zweidimensionales Material umfasst, wobei die Schicht einen Kontaktbereich zum Herstellen von elektrischem Kontakt mit der Schicht und einen an den Kontaktbereich angrenzenden Vorrichtungsbereich umfasst; eine Elektrode, die mindestens eine von über oder in der dielektrischen Struktur zum Herstellen von elektrischem Kontakt mit der Kontaktfläche der Schicht angeordnet ist, wobei die dielektrische Struktur konfiguriert ist, die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der Kontaktfläche der Schicht zu verändern, sodass sich die elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der Kontaktfläche der Schicht von der elektrischen Charakteristik des zweidimensionalen Materials im Vorrichtungsbereich unterscheidet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dielektrische Struktur ein dielektrisches Material umfassen, das aus einer Gruppe von dielektrischen Materialien ausgewählt ist, die aus einem Oxid; einem Nitrid; und einem Oxinitrid bestehen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dielektrische Struktur ein dielektrisches Material umfassen, das aus einer Gruppe von dielektrischen Materialien ausgewählt ist, die aus Siliziumoxid; Siliziumnitrid; Siliziumoxinitrid; Siliziumkarbid; Aluminiumoxid; Hafniumoxid; und Zirkoniumoxid bestehen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das zweidimensionale Material ein Metallchalkogenid umfassen.

Claims (12)

  1. Elektronische Vorrichtung, umfassend: eine Schicht, die ein zweidimensionales Material umfasst, eine dielektrische Struktur, die an einer ersten Seite der Schicht angeordnet ist, wobei die dielektrische Struktur einen ersten Kontaktbereich und einen zweiten Kontaktbereich umfasst, die eine erste Kontaktfläche beziehungsweise eine zweite Kontaktfläche der Schicht definieren, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich voneinander beabstandet angeordnet sind, sodass eine Vorrichtungsfläche der Schicht zwischen der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche der Schicht bereitgestellt ist; eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die an einer zweiten Seite der Schicht, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, angeordnet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode elektrischen Kontakt zur ersten Kontaktfläche beziehungsweise zur zweiten Kontaktfläche der Schicht herstellen; wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur ein dotiertes dielektrisches Material zur Einstellung einer elektrischen Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche beziehungsweise in der zweiten Kontaktfläche der Schicht umfassen, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich der dielektrischen Struktur, welcher der Vorrichtungsfläche der Schicht entspricht, frei von dotiertem dielektrischen Material ist.
  2. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode zumindest teilweise in einer dielektrischen Schicht eingebettet sind, wobei die Schicht auf der dielektrischen Schicht angeordnet ist, und wobei die dielektrische Struktur über der Schicht angeordnet ist; wobei optional die dielektrische Schicht auf einem Halbleiterträger angeordnet ist.
  3. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die dielektrische Struktur auf einem Halbleiterträger angeordnet ist; wobei der Abstand zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich der dielektrischen Struktur mit dielektrischem Material gefüllt ist, wobei die Schicht über der dielektrischen Struktur angeordnet ist, und wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode über der Schicht angeordnet sind; wobei optional das dielektrische Material, das im Abstand zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich der dielektrischen Struktur angeordnet ist, undotiertes dielektrisches Material umfasst.
  4. Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zweidimensionale Material Graphen umfasst.
  5. Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vorrichtungsfläche der Schicht frei von weiteren Elektroden ist, die in direktem physischem Kontakt mit der Schicht sind.
  6. Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur konfiguriert sind, ein elektrisches Feld zur Einstellung der elektrischen Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche beziehungsweise in der zweiten Kontaktfläche der Schicht zu erzeugen; wobei optional der erste Kontaktbereich einen ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt umfasst, und wobei der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur einen zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt umfasst, wobei der erste elektrisch leitfähige Abschnitt und der zweite elektrisch leitfähige Abschnitt von der Schicht elektrisch getrennt sind.
  7. Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur konfiguriert sind, dieselbe elektrische Charakteristik des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche und in der zweiten Kontaktfläche der Schicht bereitzustellen.
  8. Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur konfiguriert sind, unterschiedliche elektrische Charakteristiken des zweidimensionalen Materials in der ersten Kontaktfläche und in der zweiten Kontaktfläche der Schicht bereitzustellen.
  9. Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Schicht eine Monoschicht des zweidimensionalen Materials umfasst.
  10. Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur einen ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt beziehungsweise einen zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt umfassen, wobei der erste elektrisch leitfähige Abschnitt und der zweite elektrisch leitfähige Abschnitt von der Schicht elektrisch getrennt sind, und die elektronische Vorrichtung ferner umfasst: einen elektronischen Schaltkreis, der mit dem ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt und dem zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt elektrisch gekoppelt ist, wobei der elektronische Schaltkreis konfiguriert ist, eine Spannung an den ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt und den zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt anzulegen.
  11. Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Vorrichtungsbereich, der zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich der dielektrischen Struktur angeordnet ist, frei von elektrisch leitfähigem Material ist.
  12. Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich der dielektrischen Struktur einen ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt beziehungsweise einen zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt umfassen, wobei der erste elektrisch leitfähige Abschnitt und der zweite elektrisch leitfähige Abschnitt von der Schicht elektrisch getrennt sind, wobei ein elektronischer Schaltkreis konfiguriert ist, eine erste Spannung an den ersten elektrisch leitfähigen Abschnitt, und eine zweite Spannung, die sich von der ersten Spannung unterscheidet, an den zweiten elektrisch leitfähigen Abschnitt anzulegen.
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