用于二维电子产品的高κ氧硫酸介电器,具有增强的门合器
Jiashuai Yuan1,2, Chuanyong Jian1, Yujia Gong3
1State Key Laboratory of Functional Crystals and Devices, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou, Fujian, China.
研究人员为先进的二维电子产品合成了准范德瓦尔斯 (vdW) 层次的氧硫酸盐 (Sm2O2SO4). 这种材料具有出色的介电性质,使得高性能场效晶体管和非挥发性存储器设备成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 层状介电材料和范德瓦尔斯 (vdW) 异构结构对于下一代二维电子设备至关重要.
- 结合宽带间隙和高介电常数的材料稀缺性阻碍了设备的发展.
研究的目的:
- 为了可控地合成准-vdW分层的氧硫酸盐 (Sm2O2SO4) 单晶.
- 为了研究Sm2O2SO4的介电性质,用于二维电子应用.
- 使用Sm2O2SO4.4制造和描述场效应晶体管 (FET) 和非挥发性内存设备.
主要方法:
- 盐辅助化学蒸汽沉积 (CVD) 用于Sm2O2SO4合成.
- 通过vdW力将Sm2O2SO4与二维二硫化物 (MoS2) 集成.
- 制造FET和基于异构结构的内存设备.
主要成果:
- 原子薄的Sm2O2SO4晶体具有宽带间隙 (~5.54 eV),高介电常数 (~18) 和强大的断裂电压 (>12 MV cm-1).
- FETs表现出色:小值摆动 (65.2 mV dec-1),低歇斯底里 (5.4 mV),高开/关比 (~10 ^ 9) 和低门泄漏电流 (~7 × 10 ^ -7 A cm-2).
- 非挥发性内存设备表现出超快的操作 (~50 ns P/E),高耐久性 (>2000 个周期) 和长时间的保留 (>10 年) 与高门合比率 (~0.83).
结论:
- Sm2O2SO4是未来二维电子设备的有希望的高κ介电材料.
- 合成的Sm2O2SO4可以开发低功耗,高性能电子产品.
- 这项工作突出了Sm2O2SO4在先进电子应用中的潜力,包括非易失性存储器.
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