钼二硫化物(MOS 2)是最相关的2D材料之一,主要是由于其半导体的直接带隙,使其成为电子,光电电子和光子学的有希望的材料。[8-10]同时,碳纳米管是研究精通的1D材料之一,可以提供高构成性和载体迁移率,[11,12],这使它们成为与MOS 2的混合尺寸异质结构相关的。的确,一些努力为MOS 2 /碳纳米管异质结构做出了贡献。例如,具有MOS 2和单壁碳纳米管的异质结构已通过干燥转移制造,并制造了垂直的场效应晶体管,该晶体管与MOS 2 /石墨烯设备相比,栅极调制深度增加了三个数量级。[13]混合二维异质结构设备可以用作活跃显示器中的薄膜晶体管,但是所证明的干燥转移显然不是可扩展性生产的理想方法。为了解决这个问题,开发了通过化学蒸气沉积(CVD)在单壁碳纳米管上直接沉积。过渡金属氧化物和硫用作在单壁碳纳米管膜上沉积MOS 2或WS 2的前体。[14]在这项工作中,混合尺寸的侵蚀设备具有吸引人的电气性能和出色的机械稳定性。但是,研究在研究中忽略了混合二维异质结构的堆叠顺序,这些异质结构可以提供对异质结构和电极之间的联系的特征。在这里,我们首次报告了一种直接合成MOS 2 /双壁碳纳米管(DWCNT)< /div>的方法
太阳能、风能、地热能、水能、波浪能和潮汐能等可再生和可持续能源对于应对日益增长的能源消耗和环境恶化挑战至关重要。[1] 同时,要最佳地利用这些间歇性能源产生的电能,需要开发大规模、低成本的固定式储能系统。[2 – 4] 目前,人们致力于开发基于钾离子电池(PIB)的固定式储能系统,因为 PIB 与锂离子电池(LIB)相比具有特殊的优势(图 1a)。[5 – 7] 首先,钾资源丰富、成本低廉,使 PIB 比 LIB 更具成本效益。[8] 其次,钾的还原电位适宜,可以降低 PIB 的发电成本。
已成功用于有效操控磁化,从而产生了最近的基于 STT 的商业化磁存储器解决方案。 [1] 自旋轨道扭矩 (SOT) 利用高自旋霍尔效应 (SHE) 材料中的平面电荷电流产生的平面外自旋电流,可以实现更节能的磁化操控,并且正在达到商业成熟度。 [2–4] 到目前为止,已经研究了各种高自旋轨道耦合 (SOC) 材料,包括重金属、拓扑绝缘体 (TI) [5–7] 以及最近的拓扑半金属 (TSM) [8–11],以最大化它们的自旋霍尔角 θ SH = | J s | / | J c |,这是它们将电荷电流密度 J c 转换为自旋电流密度 J s 的效率的量度。此外,已经研究了高 SHE 和 FM 材料层之间的界面工程,以最大化跨界面的自旋透明度 T int。 [12–19] 高效 SOT 自旋电子器件的关键挑战是最大化 SOT 效率,ξ= θ SH · T int。[20]
当前的电力传输技术受到能源摩擦耗散引起的能量损失的困扰,并且正在搜索能够在环境压力和温度下能够在环境压力和温度下进行无摩擦能量运输的材料。激子,电子和孔的准孔子结合状态,能够具有量子冷凝。所产生的超级效应在理论上具有非隔离的能量传递,1,2可以激发新型的电子设备并刺激了巨大的创新,以实现有效的能量转移应用。此外,预计在高温下,激子的冷凝于传统的超导性。3虽然凝结是可以实现的,因为激子容易重新组合,尤其是在室温下,但通过将激素与极化子与北极子耦合3,4,并且在胆汁材料中的电子和孔的空间分离是通过实验实现的。5 - 8个双层系统为激子冷凝提供了重要的平台,这是由于电子的空间分离和层之间的空间分离,从而阻止了激子快速重组。石墨烯双层已被证明是激子冷凝的有希望的候选人,其电子状态的扭曲角度依赖于
图1:样本设计和2D层布置的概述。(a)LH-FET的设备示意图。l SLG描述了SLG/MOS 2异质结构的长度,并定义了晶体管的通道。(b)MOS 2转移之前SI/SIO 2上SLG的拉曼光谱。(c)LH-FET的光学显微镜图像。(d)中显示的拉曼区域扫描是在标记为红色盒子的区域进行的。(d)空间解析的拉曼图显示了SLG(左)2D模式的强度以及MOS 2(右)A 1G模式的强度。黑暗区域表示不存在模式,而更明亮的区域表示强度更强。
该项目旨在对以过渡金属二硫属化物 (TMD) 和金刚石材料为代表的二维和三维异质结构进行全面的实验研究。其主要重点是两种不同配置的 TMD/金刚石异质结构的制造和表征,即金刚石上的 TMD 和 TMD 上的金刚石。将通过各种传统和先进的分析技术来表征形态、化学和光电特性以及物理过程。结果将用于从根本上理解所制备的 TMD/金刚石异质结构的生长机制、相互作用和特性。同时,将制造选定的 TMD/TMD 异质结构,以将其生长机制和特性与 TMD/金刚石异质结构进行比较。此外,还将研究通过内部(掺杂、诱导应力、局部缺陷)和外部(电场和磁场、压力和光激发)调制定制的 TMD/金刚石异质结构特性。预计在 TMD/金刚石界面和本体处,可以控制诸如金属与半导体的转变现象、带隙排列、费米能级偏移或发光等效应。
摘要:铁电范德华(VDW)异质结构的接口驱动效应为搜索替代设备体系结构提供了新的机会,以克服von Neumann瓶颈。但是,它们的实施仍处于起步阶段,主要是通过电气控制。在寻求新型神经形态体系结构时,制定其他光学和多态控制的策略是最大的兴趣。在这里,我们证明了铁电场效应晶体管(FEFET)的铁电偏振状态的电和光学控制。完全由Res 2/hbn/cuinp 2 S 6 VDW材料制成的FeFets达到的ON/OFF比率超过10 7,磁滞存储器窗口最大为7 V宽,多个寿命超过10 3 s。此外,Cuinp 2 S 6(CIPS)层的铁电偏振可以通过光激发VDW异质结构来控制。我们进行了波长依赖性研究,该研究允许在极化的光学控制中识别两种机制:带对波段光载体在2D半导体RES 2中生成2D半导体电压,并进入2D Ferroectric CIPS。最后,通过在三种不同的突触模式下操作FEFET来证明异突触可塑性:电刺激,光学刺激和光学辅助突触。模拟关键的突触功能,包括电气长期可塑性,光电可塑性,光学增强和峰值速率依赖性可塑性。模拟的人工神经网络表现出非常出色的精度水平,即接近理想模型突触的91%。这些结果为未来对光面性VDW系统的研究提供了新的背景,并将铁电VDW异质结构放在下一个神经形态计算体系结构的路线图上。关键字:神经形态计算,突触,光电子,铁电,二维材料■简介
1 北京航空航天大学微电子学院、北京大数据与脑计算高精尖创新中心费尔特北京研究所,北京 100191,中国 2 中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心,四川成都 610200,中国 3 中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳 621999,中国 4 中国科学院物理研究所、北京凝聚态物理国家实验室,北京 100190,中国 5 中国科学院大学物理科学学院,北京 100049,中国 6 松山湖材料实验室,广东东莞 523808,中国 7 济南大学自旋电子学研究所,山东济南 250022,中国
图S4。 扫描跨INSE通道的NERNST效果的光电流图:(a)设备示意图显示了跨INSE通道的GR/5L-INSE异质结构和电气检测的照明。 在此示意图之后,任何测得的电流都被迫流过半导体。 (b)与扫描光电流图同时测量的感兴趣区域的激光反射图。 这种测量使我们能够将激光的位置与观察到的信号相关联。 被选中的位置分别标记为石墨烯和INSE/石墨烯异质结构的位置1和2分别为位置(c)Nernst效应信号记录了不同的磁场和50µW的激光照明和50µW的激光照明和V_G = 0 V的位置1和2,位于1和2的位置,在1和2中亮着,在1和2的位置上,在Chemaine ElectereDere和Hersossctuction上闪闪发光。 裸露的石墨烯信号以蓝色显示,通过一个数量级放大,以更好地突出两条曲线之间的斜率差异。 进行测量是没有任何应用偏差的,因为它会掩盖Nern的效果,从而诱导图片中的其他光电流机制。 (d)扫描光电流图显示了在完整设备上的完整设备的测得的光电流,以-1T的施加了平面外电场。 (e)和(f)分别为0T和1T显示的类似扫描光电流图。图S4。扫描跨INSE通道的NERNST效果的光电流图:(a)设备示意图显示了跨INSE通道的GR/5L-INSE异质结构和电气检测的照明。在此示意图之后,任何测得的电流都被迫流过半导体。(b)与扫描光电流图同时测量的感兴趣区域的激光反射图。这种测量使我们能够将激光的位置与观察到的信号相关联。被选中的位置分别标记为石墨烯和INSE/石墨烯异质结构的位置1和2分别为位置(c)Nernst效应信号记录了不同的磁场和50µW的激光照明和50µW的激光照明和V_G = 0 V的位置1和2,位于1和2的位置,在1和2中亮着,在1和2的位置上,在Chemaine ElectereDere和Hersossctuction上闪闪发光。裸露的石墨烯信号以蓝色显示,通过一个数量级放大,以更好地突出两条曲线之间的斜率差异。进行测量是没有任何应用偏差的,因为它会掩盖Nern的效果,从而诱导图片中的其他光电流机制。(d)扫描光电流图显示了在完整设备上的完整设备的测得的光电流,以-1T的施加了平面外电场。(e)和(f)分别为0T和1T显示的类似扫描光电流图。
磁性隧道连接点(MTJ)是非挥发性随机访问记忆(MRAM)技术的领先存储成分。1,2它由夹在两个磁层层之间的薄隧道屏障层组成,提供快速开关速度,高耐力和低功耗。3,随着大数据和物联网的不断增长,优化了MTJ的运营,以实现较低的能源消耗以获得高密度记忆,并且更快的数据处理变得至关重要。4一种有效且易于访问的方法来操纵MTJ,正在使用电场,该电场在铁磁/铁电力多性异质结构中实现。5 MTJ Spintronic设备的行为和性能受到异质结构之间的界面的显着影响。4因此,实现MTJ的高质量接口对于充分利用其功能并增强数据处理速度至关重要。二维(2D)范德华(VDW)磁铁的出现为结构VDW异质结构提供了有前途的途径,与原子尖锐的互相互相互相互相耦合,6 - 14,这使得它使IT可以探索MTJ Pertronic设备的新颖电子控制。4,15近年来,在全VDW MTJ中,在带有隧道屏障HBN,MOS 2和INSE的全VDW MTJ中,在自旋阀设备中进行了显着的前进。16 - 21个最近的研究在低温下通过VDW异质结构中的电子均值报道了TMR。23 - 2516然而,在室温下实现TMR操作的电气控制仍然是一个持续的挑战,迄今为止,VDW异质结构尚未实现室温可调TMR。永远,发现2D VDW铁磁(FM)金属Fe 3 Gate 2,22,其在室温高于室温(居里温度≈350 - 380 K)上表现出强烈的铁磁作用,并稳健的大型垂直磁性各向异性,可以打开VDW旋转器件中房间温度旋转操作的可能性。