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【研究进展】美开发出二维材料铁电相变晶体管

12月16日?12:00 分享到:

正经历相变的二维材料

美国罗切斯特大学Stephen M. Wu团队利用晶体管规模的设备平台,以新方式将二维材料与氧化物材料结合起来,开发这些二维材料在转变电子、光学、计算等技术方面的能力。
研究人员开发的这个设备平台,配置很像传统的晶体管,允许一小薄片二维材料沉积在铁电材料上,其作用类似于晶体管的第三极,即栅极——通过压电效应使二维材料发生拉伸,进而引发相变,可以完全改变材料的行为方式。当关闭电压时,材料一直保持其相位,施加相反的极性电压后材料恢复到原来的相位。
该晶体管设备平台所使用的薄膜材料为二维二碲化钼(MoTe2)薄膜。当被拉伸时,MoTe2薄膜从低导电性半导体材料转变为高导电性半金属材料,当未拉伸时会转变回来。其工作原理就像场效应晶体管,需要第三极上加一个电压,MoTe2薄膜就会向一个方向拉伸然后变成导电体。然后再向另一个方向拉伸,导电性就变低。这个过程是在室温下进行的,只需要少量的应变:把MoTe2薄膜拉伸0.4%,就能看到这些变化。
该设备平台有潜力实现与晶体管相同的功能,功耗要低得多,因为在保持导电状态下几乎不耗电。此外,它最大限度地减少了由于电流坡度陡峭引起的漏电流,因为在电流坡度陡峭的地方器件的电导率随施加的栅极电压而改变。
相关研究工作发表在Nature Nanotechnology。

???????????????????????????????????????? 中科院武汉文献情报中心供稿