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具有超高功函数的二维半金属,用于金属半导体场效应晶体管的亚 0.1 V 阈值电压操作
Materials & Design ( IF 7.6 ) Pub Date : 2023-06-01 , DOI: 10.1016/j.matdes.2023.112035
Tianjiao Zhang , Jialei Miao , Chun Huang , Zheng Bian , Maoxin Tian , Haohan Chen , Ruihuan Duan , Lin Wang , Zheng Liu , Jingsi Qiao , Yang Xu , Bin Yu , Yuda Zhao

由于大结电容,金属半导体场效应晶体管 (MESFET) 具有高效栅极控制和低功耗的优势。然而,由金属诱导的能隙态引起的强费米能级钉扎使得构建具有大能垒和低漏电流的高质量肖特基结成为一个巨大的挑战。此外,常规金属的功函数上限为5eV左右,这阻碍了宽耗尽区的形成和功耗的降低。在这项工作中,具有高功函数的二维半金属被用作制造二维范德华 MESFET 的栅极。与PtSe 2和PdSe 2相比,TiS 2具有6.6 eV的超高功函数,与MoS 2形成最大的肖特基势垒高度。由于内置电位大,TiS 2 /MoS 2 MESFET 显示出低于 0.1 V 的阈值电压,并且显示出 73 mV/dec 的小亚阈值摆幅。从背栅调整沟道载流子密度可以进一步优化器件性能,并提供在双栅晶体管中构建与逻辑门的策略。我们的工作成功地展示了使用高功函数二维半金属来实现具有低功耗的高性能 MESFET。





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更新日期:2023-06-01
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