用于范德瓦耳斯纳米电子学的激光可写高介电常数介质
介观与纳米尺度物理
2018-11-13 v1
摘要
如同硅基半导体器件,范德瓦耳斯异质结构将需要与高介电常数(high-K)氧化物的集成。这是实现合适的电压缩放、改进性能以及允许附加功能所必需的。遗憾的是,常用的高 k 氧化物沉积方法不能直接与二维材料兼容。此处我们展示一种在不降解相邻二维材料性质的情况下,将多功能、几纳米厚的高 k 氧化物嵌入范德瓦耳斯器件中的方法。这通过对嵌入的少层 HfS2 晶体进行原位激光氧化实现。所得氧化物为非晶相,介电常数 k~15,击穿电场范围为 0.5-0.6 V/nm。该转变允许创建多种基础纳米电子与光电器件,包括柔性肖特基势垒场效应晶体管、双栅石墨烯晶体管以及垂直发光与探测隧穿晶体管。此外,在介质击穿时形成导电细丝。该成丝过程可用于电接触封装的导电材料。对成丝过程的仔细控制也允许在两个电阻态间可逆切换。这允许创建阻变随机存取存储器(ReRAMs)。我们相信这种在复杂范德瓦耳斯异质结构中嵌入高 k 氧化物的方法可在未来柔性多功能范德瓦耳斯器件中发挥重要作用。
引用
@article{arxiv.1811.04829,
title = {Laser writable high-K dielectric for van der Waals nano-electronics},
author = {N. Peimyoo and M. D. Barnes and J. D. Mehew and A. De Sanctis and I. Amit and J. Escolar and K. Anastasiou and A. P. Rooney and S. J. Haigh and S. Russo and M. F. Craciun and F. Withers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.04829},
year = {2018}
}
备注
Accepted for publication in Science Advances