霍尔效应测量热退火对溅射MoS2薄膜电物理特性的影响

过渡金属二硫族化合物（MoS₂）由于其广泛的电学性能，作为一种有前途的高性能材料，在实际应用中越来越受到关注。然而，热退火对MoS₂电物理特性的影响尚不清楚。Meng Qi等人^[1]通过霍尔效应测量对MoS₂薄膜的物理和电物理性能进行了表征。实验过程中使用物理性能测量系统，在-0.6 T至0.6 T的外部磁场扫描和从-218℃升高至32℃的温度下测量沉积样品的霍尔效应。相应的载流子浓度（n）、霍尔系数（RH）和载流子迁移率（µH）是使用基于经典Van der Pauw方法的信息霍尔效应测量来计算。

其中是霍尔系数，是施加的霍尔电压，d是样品的厚度，I是驱动电流，B是磁强度。n、、q和r分别是有效自由载流子浓度、载流子迁移率、基本单位电荷和电阻率。

在本研究中，在55-305 K范围内进行了温度相关的霍尔效应测量，研究了MoS₂薄膜在热退火前后的电物理特性。根据公式计算各样本对应的霍尔系数Ru。实验结果表示除了900°C外，所有MoS₂薄膜的霍尔系数在不同的霍尔测试温度下都呈现由负到正的变化。电导率型的行为在本征n型和p型之间转换，表明电输运存在溅射的二硫化钼薄膜具有各向异性。这些结果可归因于自旋轨道耦合在很大程度上是由于热退火后暴露在MoS₂薄膜中的重过渡金属Mo原子。

[1] Qi M ,  Xiao J ,  Gong C . Thermal annealing effects on the electrophysical characteristics of sputtered MoS2 thin films by Hall-effect measurements[J]. Semiconductor Science and Technology, 2019, 34(4):045017.1-045017.9.

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