基于机电耦合压电薄膜的 MoS$_2$ 场效应晶体管中电控可逆应变调制
应用物理
2023-04-27 v1
摘要
应变可有效调制二维（2D）材料中的带隙与载流子迁移率。依赖柔性、图案化或纳米压印衬底的常规机械应变施加方法严重受限于低热耐受性、缺乏可调性和/或 poor 可扩展性。在此，我们利用逆压电效应从压电薄膜电学产生并控制应变向机电耦合的超薄二维 MoS 的转移。压电薄膜上电学偏置极性的改变调节转移至 MoS 的应变性质，从压缩 0.23% 到拉伸 0.14%，这通过拉曼和光致发光光谱中的峰移得到验证，并由密度泛函理论计算证实。该器件架构构建于硅衬底上，独特地将 MoS 场效应晶体管集成于金属-压电-金属叠层之上，从而以高精度、可逆性和分辨率实现晶体管漏极电流 130、开关电流比 150 以及迁移率 1.19 的应变调制。巨大且可调的拉伸（1056）与压缩（-1498）应变规因子、便捷的电学应变调制、高热耐受性及衬底兼容性使该技术有望与硅基 CMOS 和微机电系统集成。
引用
@article{arxiv.2304.13154,
title = {Electrically Controlled Reversible Strain Modulation in MoS$_2$ Field-effect Transistors via an Electro-mechanically Coupled Piezoelectric Thin Film},
author = {Abin Varghese and Adityanarayan Pandey and Pooja Sharma and Yuefeng Yin and Nikhil Medhekar and Saurabh Lodha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.13154},
year = {2023}
}
备注
Manuscript and Supplementary Information