High-κ perovskite membranes as insulators for two-dimensional transistors

材料科学 电介质 半导体 光电子学 场效应晶体管 晶体管 纳米技术 高-κ电介质 氧化物 工程物理 电气工程 冶金 电压 物理 工程类
作者
Jing‐Kai Huang,Yi Wan,Junjie Shi,Ji Zhang,Zeheng Wang,Wenxuan Wang,Yang Ni,Yang Liu,Chun‐Ho Lin,Xinwei Guan,Long Hu,Zi‐Liang Yang,Bo-Chao Huang,Ya‐Ping Chiu,Jack Yang,Vincent Tung,Danyang Wang,Kourosh Kalantar‐zadeh,Tom Wu,Xiaotao Zu
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:605 (7909): 262-267 被引量:223
标识
DOI:10.1038/s41586-022-04588-2
摘要

The scaling of silicon metal-oxide-semiconductor field-effect transistors has followed Moore's law for decades, but the physical thinning of silicon at sub-ten-nanometre technology nodes introduces issues such as leakage currents1. Two-dimensional (2D) layered semiconductors, with an atomic thickness that allows superior gate-field penetration, are of interest as channel materials for future transistors2,3. However, the integration of high-dielectric-constant (κ) materials with 2D materials, while scaling their capacitance equivalent thickness (CET), has proved challenging. Here we explore transferrable ultrahigh-κ single-crystalline perovskite strontium-titanium-oxide membranes as a gate dielectric for 2D field-effect transistors. Our perovskite membranes exhibit a desirable sub-one-nanometre CET with a low leakage current (less than 10-2 amperes per square centimetre at 2.5 megavolts per centimetre). We find that the van der Waals gap between strontium-titanium-oxide dielectrics and 2D semiconductors mitigates the unfavourable fringing-induced barrier-lowering effect resulting from the use of ultrahigh-κ dielectrics4. Typical short-channel transistors made of scalable molybdenum-disulfide films by chemical vapour deposition and strontium-titanium-oxide dielectrics exhibit steep subthreshold swings down to about 70 millivolts per decade and on/off current ratios up to 107, which matches the low-power specifications suggested by the latest International Roadmap for Devices and Systems5.
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
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
温暖的天晴完成签到,获得积分10
刚刚
豆花发布了新的文献求助10
1秒前
jenniefer发布了新的文献求助10
1秒前
古果完成签到,获得积分10
1秒前
Ivy关注了科研通微信公众号
1秒前
DEYONG_W发布了新的文献求助10
1秒前
Bob_Lv完成签到,获得积分10
4秒前
九九九应助FEIFEI采纳,获得10
4秒前
古果发布了新的文献求助10
4秒前
一王打尽完成签到,获得积分10
6秒前
yana应助流浪lantern采纳,获得30
6秒前
沉默曼文完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
8秒前
正直的念梦完成签到,获得积分10
9秒前
La完成签到,获得积分10
11秒前
lzs发布了新的文献求助10
12秒前
Ivy发布了新的文献求助50
14秒前
Radish完成签到 ,获得积分10
16秒前
珠泪哀歌完成签到,获得积分10
18秒前
务实的凝天完成签到,获得积分10
19秒前
mcl完成签到,获得积分10
20秒前
科研通AI5应助lzs采纳,获得10
21秒前
李爱国应助胖虎采纳,获得10
22秒前
百地希留耶完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
小蘑菇应助SUSE_HJX采纳,获得10
24秒前
DEYONG_W完成签到,获得积分20
24秒前
搜集达人应助花雨落123采纳,获得10
25秒前
26秒前
27秒前
28秒前
科研通AI5应助珠泪哀歌采纳,获得10
29秒前
gstaihn完成签到,获得积分10
29秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
所所应助科研通管家采纳,获得30
31秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
高分求助中
Applied Survey Data Analysis (第三版, 2025) 800
Narcissistic Personality Disorder 700
Assessing and Diagnosing Young Children with Neurodevelopmental Disorders (2nd Edition) 700
The Elgar Companion to Consumer Behaviour and the Sustainable Development Goals 540
The Martian climate revisited: atmosphere and environment of a desert planet 500
Images that translate 500
Transnational East Asian Studies 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3845010
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3387222
关于积分的说明 10548224
捐赠科研通 3107905
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1712249
邀请新用户注册赠送积分活动 824304
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 774683