Performance Limit of Monolayer WSe2 Transistors; Significantly Outperform Their MoS2 Counterpart

材料科学 单层 晶体管 MOSFET 场效应晶体管 光电子学 半导体 电容 极限(数学) 带隙 量子电容 缩放比例 缩放限制 短通道效应 纳米技术 物理 电压 量子力学 数学分析 数学 电极 几何学
作者
Xiaotian Sun,Lin Xu,Yu Zhang,Weizhou Wang,Shiqi Liu,Chen Yang,Zhiyong Zhang,Jing Lü
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:12 (18): 20633-20644 被引量:56
标识
DOI:10.1021/acsami.0c01750
摘要

With the scaling limits of silicon-based MOS technology, the critical and challenging issue is to explore more and more alternative materials to improve the performance of devices. Two-dimensional (2D) semiconductor WSe2 with a proper band gap and inherent stability under ambient conditions makes it a potential channel material for realizing new generation field-effect transistors (FETs). In light of the low on-state current of the experimental sub-10 nm 2D MoS2 FETs, we explore the limitation of the monolayer (ML) WSe2 device performance by using accurate ab initio quantum transport simulation. We find that the sub-10 nm 2D WSe2 FETs apparently outperform their MoS2 counterpart. The on-state current of the optimized p-type ML WSe2 FETs can satisfy the criteria of the International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) on both the high-performance (HP) and low-power (LP) devices until the gate length is scaled down to 2 and 3 nm, respectively. By the aid of the negative capacitance effect, even the 1 nm gate-length WSe2 MOSFETs can satisfy both the HP and LP requirements in the ITRS 2028 completely. Remarkably, the ML WSe2 MOSFET has the highest theoretical on-current in LP application among the examined 2D MOSFETs at the 5 nm gate length to the best of our knowledge.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
思源应助RainWang采纳,获得10
刚刚
ieZH发布了新的文献求助10
刚刚
马良科发布了新的文献求助20
刚刚
田様应助蔡佰航采纳,获得10
1秒前
蓝墨轩完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
test07发布了新的文献求助10
3秒前
lonelymusic完成签到,获得积分10
3秒前
Skrkk完成签到,获得积分20
4秒前
正正完成签到 ,获得积分10
4秒前
Album发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得30
5秒前
老福贵儿应助科研通管家采纳,获得150
5秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
17764715645应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得150
6秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得150
6秒前
老福贵儿应助科研通管家采纳,获得50
6秒前
6秒前
小马同学应助tuhaoli采纳,获得10
7秒前
wlx发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
852应助test07采纳,获得10
8秒前
11秒前
大方的蓝发布了新的文献求助10
11秒前
唯博完成签到 ,获得积分10
11秒前
石龙子完成签到,获得积分10
11秒前
zy发布了新的文献求助10
11秒前
Album完成签到,获得积分10
12秒前
15秒前
马良科完成签到,获得积分20
15秒前
yujianjin发布了新的文献求助10
15秒前
磨刀霍霍阿里嘎多完成签到 ,获得积分10
17秒前
test07完成签到,获得积分20
17秒前
科研通AI5应助Hzeros采纳,获得10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
A Half Century of the Sonogashira Reaction 1000
Artificial Intelligence driven Materials Design 600
Investigation the picking techniques for developing and improving the mechanical harvesting of citrus 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5191182
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4374589
关于积分的说明 13621621
捐赠科研通 4228536
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2319333
邀请新用户注册赠送积分活动 1317897
关于科研通互助平台的介绍 1267938