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二维（2D）结构由具有高载体迁移率的原子薄材料组成的二维（2D）结构已被研究为未来晶体管1-4的候选。然而，由于合适的高质量介电的不可用，尽管具有优越的物理和电气特性，但2D现场效应晶体管（FET）仍无法获得全部理论潜力和优势。在这里，我们证明了原子上薄的单晶Al 2 O 3（C-al 2 O 3）作为2D FET中的高质量顶栅介电。通过使用插入式氧化技术，在室温下，在单晶Al表面形成了稳定，化学计量和原子较薄的C-Al 2 O 3层，厚度为1.25 nm。由于有利的晶体结构和明确定义的接口，栅极泄漏电流，界面状态密度和C-AL 2 O 3的介电强度3符合国际路线图3,5,7的国际路线图3,5,7。通过由源，排水，电介质材料和门组成的一步转移过程，我们实现了顶部的MOS 2 FET，其特征是以61 mV的陡峭亚阈值摇摆为61 mV-1-1-1，高/OFF电流比为10 8，并且非常小的滞后率为10 mV。这种技术和材料证明了产生适合整合到完全可扩展的晚期2D FET的高质量单晶氧化物的可能性，包括负电容晶体管和自旋晶体管。
顶栅2D晶体管的单晶金属氧化物介电
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