基于晶圆级柔性衬底上 MoS$_2$ 场效应晶体管的零偏置功率检波电路
应用物理
2022-04-12 v2
摘要
我们展示了基于二维 MoS 场效应晶体管（FET）的晶圆级零偏置功率检波器的设计、制备与表征。MoS FET 采用晶圆级工艺制备于 8 m 厚聚酰亚胺薄膜上，该薄膜原则上用作柔性衬底。对采用不同工艺生长、厚度不同的两张 CVD-MoS 薄片，从单器件制备与表征步骤到电路层面进行了分析与比较。该功率检波器原型利用了晶体管在器件截止频率以上的非线性。所提出的检波器采用基于测量结果的晶体管模型进行设计。制备的电路工作于 12 至 18 GHz 的 Ku 波段，在单层 MoS 情况下于 18 GHz 实现 45 V/W 的电压响应度，在多層 MoS 情况下于 16 GHz 实现 104 V/W 的电压响应度，二者均无需施加直流偏置。它们是迄今报道的柔性衬底上性能最佳的功率检波器。测得的动态范围超过 30 dB，优于硅互补金属氧化物半导体（CMOS）电路与 GaAs 肖特基二极管等其他半导体技术。
引用
@article{arxiv.2202.04399,
title = {Zero Bias Power Detector Circuits based on MoS$_2$ Field Effect Transistors on Wafer-Scale Flexible Substrates},
author = {Eros Reato and Paula Palacios and Burkay Uzlu and Mohamed Saeed and Annika Grundmann and Zhenyu Wang and Daniel S. Schneider and Zhenxing Wang and Michael Heuken and Holger Kalisch and Andrei Vescan and Alexandra Radenovic and Andras Kis and Daniel Neumaier and Renato Negra and Max C. Lemme},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.04399},
year = {2022}
}
备注
28 pages