无铁电组分的金属-绝缘体-金属-绝缘体-半导体晶体管中的亚 60 mV/十倍频程开关特性
介观与纳米尺度物理
2022-03-24 v1
摘要
负电容场效应晶体管（NC-FET）作为陡斜率器件的 promising 候选者引起了广泛兴趣，并且已在具有各种器件结构和材料体系的 NC-FET 中实现了亚 60 mV/十倍频程的开关特性。然而，其中部分实验所观察到的陡斜率开关的详细机制仍存在激烈争论。在此，我们展示在具有金属-绝缘体-金属-绝缘体-半导体（MIMIS）结构的 WS2 晶体管中——不含任何铁电组分——可观察到亚 60 mV/十倍频程的开关特性。该结构类似于带内部栅极的 NC-FET，只是铁电层被泄漏介电层所取代。通过使用 RC 网络模型对器件表征过程中的充电动力学进行仿真，我们表明，在这种“无铁电”晶体管中观察到的陡斜率开关可归因于内部栅极电压对所选变化栅极电压扫描速率的响应。我们进一步表明，恒定的栅极电压扫描速率也能在具有电压依赖内部栅极电容的 MIMIS 结构中导致瞬态亚 60 mV/十倍频程开关。我们的结果表明，仅凭观察到亚 60 mV/十倍频程开关不足以作为成功演示真正陡斜率开关器件的证据，实验人员需要严格评估其测量装置以避免与测量相关的假象。
引用
@article{arxiv.2012.00897,
title = {Sub-60 mV/decade switching in a metal-insulator-metal-insulator-semiconductor transistor without ferroelectric component},
author = {Peng Wu and Joerg Appenzeller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.00897},
year = {2022}
}
备注
25 pages, 7 figures