利用德拉福斯特 PdCoO2 克服纳米互连器件中的量子电阻率尺度问题
材料科学
2025-08-20 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
继续向亚 7 nm 尺度扩展加剧了 Cu 互连器件中的量子限制电阻。我们评估了层状 PdCoO2，并明确对其与 Cu 进行基准测试，以识别在约束条件下保持导电性的机制。利用从导电张量中推导的动量分辨率松弛时间公式，我们将 k 和能量分辨率的速度、寿命和平均自由程（MFP）与薄膜和线状件的厚度相关电阻联系起来。PdCoO2 表现出准二维传输，具有高平面速度和强各向异性 MFP（平面 15 nm，垂直近 EF 处 3 nm），而 Cu 显示各向同性 22 nm MFP。在相同的边界条件下（包括针对 Cu 的现实 2 nm 衬垫/扩散屏障），PdCoO2 显示抑制的边界散射，电阻率从bulk 下降至亚 30 nm 时增长缓慢，保持接近 bulk 导电性且在 2 nm 时仍具可行性。厚度趋势显示 PdCoO2 中出现双斜率变化（35 nm 和 7 nm），由各向异性 MFP 决定，与 Cu 单一特征尺度（40 nm）形成鲜明对比。计算得到的bulk 值和尺度曲线与两者的可用测量值相吻合。这些结果确立了 PdCoO2 作为在量子约束下超越 Cu 的可扩展互连器件，并提供了筛选下一代纳米电子互连器件中层状导体的定量框架。
引用
@article{arxiv.2508.13573,
title = {Overcoming Quantum Resistivity Scaling in Nanoscale Interconnects Using Delafossite PdCoO2},
author = {Seoung-Hun Kang and Youngjun Lee and Sangmoon Yoon and JongMok Ok and Mina Yoon and Ho Nyung Lee and Young-Kyun Kwon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13573},
year = {2025}
}