valleytronic,光学,热,磁性和铁电性能在新型异质结构和设备中。它们的弱层间耦合可以通过机械堆叠2D材料来相对简单地制造垂直侵蚀。另一方面,侧面异质结构(LHSS)的层次是现代金属 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化导向器磁场晶体效应的基于微电极的基本结构,由于需要更多的复杂生长和兴奋剂技术,因此受到了探索的较少。受到可能从2D LHSS出现的潜在杰出性能和多功能调整自由的鼓励,在该领域进行了多项实验和理论研究。[1] The earliest experimentally realized 2D LHSs were those between graphene and hexagonal boron nitride (hBN) [2–6] grown by chemical vapor depo- sition (CVD), from which prototype field effect transistors (FETs) were demonstrated [2–5] Shortly later, a series of transition metal dichalcogenide (TMDC) mono layer (ML)通过一步或两步的CVD方法制备LHSS,包括MOS 2,MOSE 2,WS 2和WSE 2的组合。[7-12]所有这些TMDC LHSS都显示二极管样电流的整流效应。[26]同时,制造了具有高性能的原型设备,包括光电二极管和互补的金属 - 氧化物 - 半导体晶体管逆变器,[7,10–12]通过控制良好的气体流量切换技术或光刻辅助辅助阴离子的替代品,TMDC LHS的脱位量很清晰。 LHSS仅由一种材料组成,但具有不同的厚度,[16,17]或介电环境[18]在其界面上,产生了电子带隙,整流和光伏效应的修饰。将材料与不同空间对称性组合的2D LHS的其他形式,例如石墨烯-TMDC LHSS [19-22] HBN-TMDC LHSS,[19]石墨烯纳米替伯型LHSS与不同的兴奋剂[23]或宽度[23]或宽度[24] [24]单钙化剂 - 二甲基二苯二苯lhss [26]是通过各种增强的CVD方法创建的,例如机械 - 脱落的辅助CVD,[19]种子促进的CVD,[20]由等离子体蚀刻定义的模板生长,由等离子体蚀刻[21] [21] [21]和热层转化化学构图。
摘要:单层过渡金属二硫属化物 (TMD) 为研究二维 (2D) 极限下的激子态提供了平台。TMD 中激子的固有属性,例如光致发光量子产率、电荷态甚至结合能,可以通过静电门控、选择性载流子掺杂或基底电介质工程进行有效控制。本文,为了实现激子态的非挥发性电可调性,从而实现 TMD 的光学属性,我们展示了一种具有单层 MoSe 2 和超薄 CuInP 2 S 6 (CIPS) 的二维铁电异质结构。在异质结构中,CIPS 的电极化导致单层 MoSe 2 中出现连续、全局和大的电子调制。利用 CIPS 的饱和铁电极化,可以在单个器件中实现电子掺杂或空穴掺杂的 MoSe 2。异质结构中载流子密度可调性高达 5 × 10 12 cm − 2 。还表征了这些器件长达 3 个月的非挥发性行为。我们的研究结果为低功耗和长期可调的光电器件提供了一种新的实用策略。关键词:激子、MoSe 2 、CuInP 2 S 6 、铁电性、2D 铁电异质结构■引言
通过其对低对称晶体相的依赖性,铁电性本质上是与给定材料相关的相位图较低温度范围的特性。本文提供了结论性的证据,即在铁电Al 1-X SC X N的情况下,低温必须被视为纯粹的术语,因为确认其铁电到 - 偏移过渡温度可以超过1100°C,因此几乎任何其他任何其他薄膜。我们通过研究0.4-2μm厚的Al 0.73 SC 0.73 SC 0.27 N膜在MO底部电极上通过原位高温X射线衍射和渗透者测量在MO底部电极上生长的结构稳定性得出了这一结论。我们的研究表明,在整个1100°C退火循环中,Al 0.73 SC 0.27 N的Wurtzite型结构是通过恒定的C / A晶格参数比率可见的。原位介电常数测量最多执行的1000°C强烈支持此结论,并包括仅在测量间隔非常上端的发散介电常数的开始。我们的原位测量值通过原位(扫描)透射电子显微镜以及极化和容量滞后测量得到很好的支持。这些结果证实了在完整的1100°C退火处理过程中铭刻极化的稳定性旁边的尺度上的结构稳定性。因此,Al 1-X SC X n是第一个容易获得的薄膜铁电薄膜,其温度稳定性几乎超过了微技术中发生的所有热预算,无论是在制造过程中还是设备的寿命,即使在最恶劣的环境中也是如此。
摘要:已经广泛研究了基于HFO 2的铁电材料,用于将其用于铁电FET,这与常规CMOS过程兼容。但是,材料固有的疲劳特性的问题限制了其用于设备应用的潜力。本文系统地研究了拉伸应力和退火温度对ZR掺杂的HFO HFO 2铁电灯面临的耐力和铁电特性的影响。残余极化(P R)显示了退火温度的趋势增加,而在与应激或退火温度的关系方面,强制性电场(E C)的变化并不明显。此外,拉伸应力的应用确实有助于将耐力特性提高到两个数量级的数量级,而耐力特性显示出与退火温度负相关的趋势。总体而言,尽管应力对HZO材料的铁电性的影响并不明显,但它对其耐力的特性具有很大的影响,并且可以优化材料的耐力,而铁电性对温度的依赖性更高。通过压力优化HZO材料的耐力特性可以促进其在未来的集成电路技术中的开发和应用。
随着相关应用领域的扩大,人们对 AlN 基 III 族金属氮化物半导体合金(如 (Al,Ga)N 和 (Al,In,Ga)N)的关注度也与日俱增。首先,人们之所以对它们感兴趣,是因为它们具有可调特性,可用于发光二极管 (LED) 和其他光电应用 [1],并且具有宽带隙 (WBG) 半导体特性,可用于射频 (RF) 和电力电子应用中的高电子迁移率晶体管 (HEMT)。[2] 2009 年,首次有报道称在 AlN 中添加钪可显著提高压电响应 [3],并很快被用于压电薄膜器件,如手机中的薄膜体声波谐振器 (FBAR)。 [4] 最近有关 Al 1-x Sc x N(x ≥ 0.1)的铁电性的报道,作为第一种纤锌矿铁电材料,引起了进一步的科学兴趣[5,6],也引起了作为混合逻辑存储器设备候选者的重大技术兴趣。
a 北京邮电大学理学院信息光子学与光通信国家重点实验室,北京 100876,中国。电子邮件:bike@bupt.edu.cn b 清华大学材料科学与工程学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京 100084,中国。电子邮件:wxh@tsinghua.edu.cn c 哥伦比亚大学应用物理和应用数学系,纽约,NY 10027,美国。电子邮件:sb2896@columbia.edu d 布鲁克海文国家实验室凝聚态物理与材料科学系,纽约州厄普顿 11973,美国 e 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 † 提供电子补充信息(ESI)。请参阅 DOI: 10.1039/ d0tc05975g
1北京邮政与电信大学科学学院信息光子学和光学通信的关键实验室,中国北京100876。电子邮件:bike@bupt.edu.cn 2国家主要实验室新陶瓷和精细处理,材料科学与工程学院,北京大学,北京大学,北京100084,电子邮件:wxh@tsinghua.edu.edu.cn.cn 3 3 3 3 3 3应用和应用数学部门sb2896@columbia.edu 4浓缩物理和材料科学系,布鲁克黑文国家实验室,纽约州阿普顿市11973 5北京国家冷凝物质物理学实验室,物理学研究所,中国学院科学研究所,贝吉利亚学院,北京100190,中国电子补充信息(ESI)。参见doi:10.1039/x0xx00000x
铁电体是一类具有电、机械和热特性之间各种相互作用的材料,这些特性使其具有丰富的功能。为了实现集成系统,必须将这些功能集成到半导体工艺中。为此,众所周知的铁电材料(例如钙钛矿类)的复杂性导致了严重的问题,限制了其在集成系统中的应用。在过去十年中,在氧化铪基材料中发现铁电性引起了人们对该领域的兴趣。最近,氮化铝钪中也验证了铁电性,这扩展了未来在集成电子学中看到丰富铁电功能的潜力。本文讨论了这两种材料系统在各种应用中的前景。
放松剂铁电源形成一类特殊的功能材料,通常由复杂的钙钛矿Pb(Bb')O 3组成,如Pb所示(Mg 1/3 NB 2 /3)O 3所示,其中Mg和Nb的组合序对其属性至关重要。在这项工作中,使用第一个基于基本的模型进行分析表明,尽管静电相互作用很重要,但可以采用最近的邻居假设(用于金属合金)来理解PB(BB')O 3中的组成顺序。使用川崎蒙特 - 卡洛方法的数值模拟可以通过最大化B-B'对的数量(或Bethe的参数)来对实验观察到的组成排序进行建模,这是确定排序的重大因素。还讨论了配置能量退化的微妙之处,这解释了这种系统固有存在的部分疾病。
铁电场效应晶体管 (FeFET) 因其良好的工作速度和耐用性而成为一种引人注目的非易失性存储器技术。然而,与读取相比,翻转极化需要更高的电压,这会影响写入单元的功耗。在这里,我们报告了一种具有低工作电压的 CMOS 兼容 FeFET 单元。我们设计了铁电 Hf 1-x Zr x O 2 (HZO) 薄膜来形成负电容 (NC) 栅极电介质,这会在少层二硫化钼 (MoS 2 ) FeFET 中产生逆时钟极化域的磁滞回线。不稳定的负电容器固有支持亚热电子摆幅率,因此能够在磁滞窗口远小于工作电压的一半的情况下切换铁电极化。 FeFET 的开/关电流比高达 10 7 以上,在最低编程 (P)/擦除 (E) 电压为 3 V 时,逆时针存储窗口 (MW) 为 0.1 V。还展示了强大的耐久性 (10 3 次循环) 和保留 (10 4 秒) 特性。我们的结果表明,HZO/MoS 2 铁电存储晶体管可以在尺寸和电压可扩展的非易失性存储器应用中实现新的机会。
