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超薄 LaAlO$_3$-SrTiO$_3$ 场效应晶体管中的高效电荷调控

介观与纳米尺度物理 2019-09-30 v1 材料科学 应用物理

摘要

在 LaAlO3_3-SrTiO3_3 界面处,可通过调控载流子密度触发电子相变,使该系统成为实现多功能电子器件的极佳候选。在此,我们报道了局域栅控 LaAlO3_3-SrTiO3_3 场效应器件中的可重复晶体管操作,其 LaAlO3_3 介电层仅四个原胞厚,即该界面处导电的临界厚度。如由电容-电压测量所提取,这一极薄介电层在 ±1\pm1 V 的栅压窗口内可实现 3.2×1013{\sim}3.2\times10^{13} cm2^{-2} 的极高效率电荷调控。这些测量还揭示了栅极与源极间较大的杂散电容,给纳米尺度器件操作带来复杂性。尽管 LaAlO3_3 厚度很小,我们观察到可忽略的栅极漏电流,并将其归因于导电态向 SrTiO3_3 衬底的延伸。

关键词

引用

@article{arxiv.1909.12586,
  title  = {Efficient charge modulation in ultrathin LaAlO$_3$-SrTiO$_3$ field-effect transistors},
  author = {A. E. M. Smink and B. Prabowo and B. Stadhouder and N. Gauquelin and J. Schmitz and H. Hilgenkamp and W. G. van der Wiel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.12586},
  year   = {2019}
}

备注

5 pages, 4 figures. The following article has been submitted to Applied Physics Letters