Integration of Ultrathin Hafnium Oxide with a Clean van der Waals Interface for Two-Dimensional Sandwich Heterostructure Electronics

异质结 材料科学 光电子学 电介质 范德瓦尔斯力 半导体 纳米技术 数码产品 电气工程 化学 有机化学 分子 工程类
作者
Yumei Jing,Xianfu Dai,Junqiang Yang,Xiaobin Zhang,Zhongwang Wang,Xiaochi Liu,Huamin Li,Yahua Yuan,Xuefan Zhou,Hang Luo,Ye Zhang,Jian Sun
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:24 (13): 3937-3944
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.4c00117
摘要

Integrating high-κ dielectrics with a small equivalent oxide thickness (EOT) with two-dimensional (2D) semiconductors for low-power consumption van der Waals (vdW) heterostructure electronics remains challenging in meeting both interface quality and dielectric property requirements. Here, we demonstrate the integration of ultrathin amorphous HfOx sandwiched within vdW heterostructures by the selective thermal oxidation of HfSe2 precursors. The self-cleaning process ensures a high-quality interface with a low interface state density of 1011-1012 cm-2 eV-1. The synthesized HfOx displays excellent dielectric properties with an EOT of ∼1.5 nm, i.e., a high κ of ∼16, an ultralow leakage current of 10-6 A/cm2, and an impressively high breakdown field of 9.5 MV/cm. This facilitates low-power consumption vdW heterostructure MoS2 transistors, demonstrating steep switching with a low subthreshold swing of 61 mV/decade. This one-step integration of high-κ dielectrics into vdW sandwich heterostructures holds immense potential for developing low-power consumption 2D electronics while meeting comprehensive dielectric requirements.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
吕一年完成签到,获得积分20
3秒前
烁丶完成签到 ,获得积分10
3秒前
lemany116323发布了新的文献求助10
4秒前
Zzz完成签到 ,获得积分10
7秒前
9秒前
10秒前
找不到文章直接疯完成签到,获得积分10
10秒前
宋祝福完成签到 ,获得积分10
11秒前
喵公进货完成签到,获得积分10
12秒前
汉堡包应助美丽的平文采纳,获得10
12秒前
14秒前
14秒前
天天快乐应助沉默的半凡采纳,获得10
14秒前
superyhf发布了新的文献求助10
15秒前
18秒前
18秒前
风林火山发布了新的文献求助10
19秒前
Frank发布了新的文献求助10
19秒前
happy完成签到,获得积分10
20秒前
KKZNB完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
hanhan发布了新的文献求助30
21秒前
vicky完成签到,获得积分10
21秒前
唐水之发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
奥特斌完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
26秒前
卿莞尔完成签到 ,获得积分10
27秒前
superyhf完成签到,获得积分10
28秒前
啊啊啊发布了新的文献求助10
29秒前
30秒前
30秒前
crazy完成签到,获得积分10
31秒前
研友_841oDL发布了新的文献求助10
32秒前
32秒前
GGWEN发布了新的文献求助10
34秒前
35秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
The three stars each: the Astrolabes and related texts 500
少脉山油柑叶的化学成分研究 430
Revolutions 400
Diffusion in Solids: Key Topics in Materials Science and Engineering 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2452190
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2124895
关于积分的说明 5408805
捐赠科研通 1853644
什么是DOI,文献DOI怎么找? 921922
版权声明 562273
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493189