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过渡金属氮化物卤化物电介质
利用第一性原理计算，我们研究了六种过渡金属氮化物卤化物 (TMNH)：HfNBr、HfNCl、TiNBr、TiNCl、ZrNBr 和 ZrNCl 作为过渡金属二硫属化物 (TMD) 沟道晶体管的潜在范德华 (vdW) 电介质。我们计算了剥离能量和体声子能量，发现这六种 TMNH 是可剥离的并且具有热力学稳定性。我们计算了单层和体 TMNH 在平面内和平面外方向的光学和静态介电常数。在单层中，平面外静态介电常数范围为 5.04 (ZrNCl) 至 6.03 (ZrNBr)，而平面内介电常数范围为 13.18 (HfNBr) 至 74.52 (TiNCl)。我们表明，TMNH 的带隙范围从 1.53 eV（TiNBr）到 3.36 eV（HfNCl），而亲和力范围从 4.01 eV（HfNBr）到 5.60 eV（TiNCl）。最后，我们估算了具有六个 TMNH 单层电介质和五个单层通道 TMD（MoS 2 、MoSe 2 、MoTe 2 、WS 2 和 WSe 2 ）的晶体管的电介质漏电流密度。对于 p- MOS TMD 通道晶体管，30 种组合中有 25 种的漏电流小于六方氮化硼 (hBN)，一种众所周知的 vdW 电介质。对于以 HfNCl 为栅极电介质的 ap -MOS MoSe 2 晶体管，预测最小双层漏电流为 1.15×10 -2 A/cm 2。据预测，HfNBr、ZrNBr 和 ZrNCl 也会在某些 p-MOS TMD 晶体管中产生微小的漏电流。
![arxiv：2403.03025v1 [cond-mat.supr-con] 5 2024年3月5日](/simg/f\fc80240db4e3dd063bfc257813fb4d33c3f355e4.webp)
arxiv：2403.03025v1 [cond-mat.supr-con] 5 2024年3月5日
对2D超导体的最新实验允许表征临界温度和跨BCS-BEC交叉的相位图作为密度的函数。我们从这些实验中获得了低温下超导状态的微观参数，通过BCS平均场接近。对于Li X Zrncl，提取的参数用于评估超导相位刚度和BEREZINSKII-KOSTERLITZ-thouless-thouless（BKT）临界温度，通过实现相应的重新分配组（RG）方法，整个BCS-BEC交叉中的临界温度。通过这种方式，我们对BKT理论的预测能力进行定量测试，以评估临界温度。RG流动方程证明对相位刚度和临界温度的重大重新归一化，这对于获得BKT理论与实验之间的令人满意的一致性至关重要，尤其是在BCS-BEC交叉方面。我们预测温度范围可以在BCS-BEC跨界的Li X Zrncl中测量相位刚度重归于。与其他超导性的其他微观理论相反，我们发现可以利用BKT理论来定量评估不同配对方案中2D超导体的临界温度。