具有聚合物固体电解质栅极的抗辐射可修复 MoS$_2$ 场效应器件
材料科学
2021-10-15 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
摘要
随着人类活动扩展到自然或人为的易辐射环境，对抗辐射（Rad-Hard）电子硬件的需求激增。最先进的基于硅和二维（2D）材料的抗辐射晶体管可承受高达 1 Mrad (Si) 的总电离剂量（TID），而人们正热烈寻求更高的 TID 耐受性。在此，我们展示了具有聚合物固体电解质（PSE）栅介质的少数层 MoS 抗辐射场效应晶体管（FETs）。该 MoS PSE-FETs 在 523 rad (Si) s 的剂量率下表现出高达 3.75 Mrad (Si) 的 TID 耐受性，并可通过在 100 C 下适度热退火 5 分钟进行修复。结合优异的固有辐射耐受性和可修复性，MoS PSE-FETs 达到了高达 10 Mrad (Si) 的 TID 耐受性。我们构建了互补金属氧化物半导体（CMOS）型 MoS PSE 反相器，并显示出类似的高辐射耐受性。此外，利用化学气相沉积（CVD）生长的单层 MoS 证明了晶圆级抗辐射 PSE 反相器阵列的可行性。我们的研究揭示了基于 2D 材料的 PSE 器件在未来抗辐射集成电路（ICs）中的潜力。
引用
@article{arxiv.2110.02601,
title = {Radiation-hardened and Repairable MoS$_2$ Field Effect Devices with Polymer Solid Electrolyte Gates},
author = {Di Chen and Jiankun Li and Zheng Wei and Xinjian Wei and Maguang Zhu and Jing Liu and Guangyu Zhang and Zhiyong Zhang and Jian-Hao Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.02601},
year = {2021}
}
备注
20 pages, 12 figures