用于静电门控的固态电解质全控制
材料科学
2023-02-24 v1 应用物理
摘要
离子门控是实现场效应晶体管（FETs）的强大技术，可开展其他方式无法进行的实验。迄今为止，离子门控依赖于顶部电解质栅极，这带来了实验限制并使器件制备复杂。近期基于固态电解质的FETs所取得的 promising 结果仍受未知来源的伪影现象困扰，阻碍了正常的晶体管运作，并导致控制有限和重现性差。在此，我们探索一类用于门控的固态电解质（锂离子导电玻璃陶瓷，LICGCs），识别导致伪影现象和不可重现行为的工艺，并展示正常运作的晶体管，其表现出高密度双极性操作，栅电容约20-50 F/cm（取决于累积电荷的极性）。利用二维半导体过渡金属硫族化物，我们展示了实施离子栅光谱以确定半导体带隙、并累积高于10 cm的电子密度，从而在MoS多层中引发栅致超导的能力。由于LICGCs以背栅配置实现，它们使材料表面暴露，得以使用表面敏感技术（如扫描隧道显微镜和光电子能谱），这些技术在离子液体门控器件中至今无法实现。它们还允许双离子栅器件，提供对电荷密度和电场的独立控制。
引用
@article{arxiv.2302.11967,
title = {Full control of solid-state electrolytes for electrostatic gating},
author = {Chuanwu Cao and Margherita Melegari and Marc Philippi and Daniil Domaretskiy and Nicolas Ubrig and Ignacio Gutiérrez-Lezama and Alberto F. Morpurgo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.11967},
year = {2023}
}