基于畴壁实现MoS$_2$晶体管的陡峭斜率开关以达成无滞回工作

基于铁电负电容(NC)晶体管的器件概念为实现优于传统半导体技术的节能逻辑应用提供了一条有前景的途径，而可行的运行机制仍是争论的核心议题。在本工作中，我们报道了由单层多晶PbZr$_{0.35}$Ti$_{0.65}$O$_3$背栅调控的MoS$_2$晶体管中的陡峭斜率开关。该器件在$V_g$ = $\pm$0.5 V的超低栅压窗口内实现了高达8$\times$10$^6$的电流开关比，并在室温下获得低至9.7 mV decade$^{-1}$的亚阈值摆幅(SS)，超越了60 mV decade$^{-1}$的玻尔兹曼极限且无需额外的介电层。理论建模揭示了畴壁中亚稳态极化态在实现NC模式中的主导作用，这由SS与畴壁密度的关系所证实。我们的发现阐明了一种无滞回的NC工作机制，为开发低功耗二维纳米电子器件提供了一种简单而有效的材料策略。