Van der Waals 铁电场效应晶体管负 Capacitance 态及亚阈值摆幅的尺寸效应
材料科学
2024-06-21 v1 应用物理
摘要
通过有限元建模验证的解析计算表明，覆覆2D半导体的Van der Waals铁电薄膜是可控减少介电层电容量的优良候选材料，负电容（NC）效应在铁电薄膜中产生，取决于在介电层存在下，铁电极化在薄膜中诱导的能量退化多域态的筛选条件。对FET类型异构结构"铁电 CuInP2S6 薄膜 - 2D-MoS2 单层 - SiO2 介电层"进行计算，揭示了多层电容的显著尺寸效应。推导的解析表达式用于电极化和多层电容，允许预测介电层和铁电薄膜厚度范围，在各种Van der Waals铁电材料中，NC效应最为显著，相应的亚阈值摆幅远低于玻尔兹曼极限。所获结果可用于Van der Waals铁电场效应晶体管中NC效应的尺度和温度控制。
引用
@article{arxiv.2406.13051,
title = {Size Effect of Negative Capacitance State and Subthreshold Swing in Van der Waals Ferrielectric Field-Effect Transistors},
author = {Anna N. Morozovska and Eugene A. Eliseev and Yulian M. Vysochanskii and Sergei V. Kalinin and Maksym V. Strikha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.13051},
year = {2024}
}
备注
40 pages, 6 figures, 4 Appendices