垂直生长的超薄Bi2SiO5作为高-κ单晶门介电
Jiabiao Chen1, Zhaochao Liu1, Xinyue Dong1
1Tianjin Key Lab for Rare Earth Materials and Applications, Center for Rare Earth and Inorganic Functional Materials, Smart Sensor Interdisciplinary Science Center, School of Materials Science and Engineering, Nankai University, Tianjin, 300350, China.
Nature communications
|July 21, 2023
概括
超细 bismuth 酸盐 (Bi2SiO5) 晶体为二维电子提供高κ介电溶液. 垂直生长的Bi2SiO5薄膜易于转移,提高了设备的性能,具有较低的hysteresis.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
背景情况:
- 二维 (2D) 电子设备需要高性能门绝缘器.
- 目前的二维介电材料在介电常数和薄膜可转移性方面存在局限性.
研究的目的:
- 为了研究超薄的甲酸盐 (Bi2SiO5) 晶体作为二维半导体的门介电材料.
- 为了证明Bi2SiO5薄膜的可转移性和集成性,以提高设备性能.
主要方法:
- 使用化学蒸汽沉积 (CVD) 的单晶Bi2SiO5的垂直生长.
- 超薄Bi2SiO5薄膜的无聚合物机械转移.
- 制造和表征 Bi2SiO5 门的 MoS2 场效应晶体管.
主要成果:
- Bi2SiO5具有很高的介电常数 (>30) 和很大的带间隙 (~3.8 eV).
- 垂直生长的Bi2SiO5薄膜通过范德瓦尔斯力很容易通过MoS2转移和集成.
- 由Bi2SiO5封闭的MoS2晶体管显示微不足道的hysteresis (~3mV) 和低排水诱导的屏障降低 (~5mV/V).
结论:
- 垂直生长的Bi2SiO5作为2D电子产品的优秀门介电器.
- 易于转移和集成Bi2SiO5薄膜使得高性能2D设备成为可能.
- Bi2SiO5纳米片是推进二维电子设备技术的有希望的候选者.
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