Multifunctional 2D FETs exploiting incipient ferroelectricity in freestanding SrTiO3 nanomembranes at sub-ambient temperatures

铁电性 材料科学 电介质 纳米技术 光电子学 非易失性存储器
作者
Dipanjan Sen,Harikrishnan Ravichandran,M.B. Das,Pranavram Venkatram,Sooho Choo,Shivasheesh Varshney,Zhiyu Zhang,Yongwen Sun,Jay Shah,Shiva Subbulakshmi Radhakrishnan,Akash Saha,Sankalpa Hazra,Chen Chen,Joan M. Redwing,K. Andre Mkhoyan,Venkatraman Gopalan,Yang Yang,Bharat Jalan,Saptarshi Das
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 10739-10739 被引量:38
标识
DOI:10.1038/s41467-024-54231-z
摘要

Incipient ferroelectricity bridges traditional dielectrics and true ferroelectrics, enabling advanced electronic and memory devices. Firstly, we report incipient ferroelectricity in freestanding SrTiO3 nanomembranes integrated with monolayer MoS2 to create multifunctional devices, demonstrating stable ferroelectric order at low temperatures for cryogenic memory devices. Our observation includes ultra-fast polarization switching (~10 ns), low switching voltage (<6 V), over 10 years of nonvolatile retention, 100,000 endurance cycles, and 32 conductance states (5-bit memory) in SrTiO3-gated MoS2 transistors at 15 K and up to 100 K. Additionally, we exploit room-temperature weak polarization switching, a feature of incipient ferroelectricity, to construct a physical reservoir for pattern recognition. Our results showcase the potential of utilizing perovskite material properties enabled by advancements in freestanding film growth and heterogeneous integration, for diverse functional applications. Notably, the low 180 °C thermal budget for fabricating the 3D-SrTiO3/2D-MoS2 device stack enables the integration of diverse materials into silicon complementary metal-oxide-semiconductor technology, addressing challenges in compute-in-memory and neuromorphic applications. Sen et al. report the stacking of a perovskite incipient ferroelectric nanomembrane with atomically thin 2D material for a back-end-of-line compatible ferroelectric-like field effect transistors, functioning as a cryogenic memory at 15 K and as an inference engine at room temperature.
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
科研狗发布了新的文献求助10
刚刚
愤怒的水绿完成签到,获得积分10
刚刚
无情幻竹完成签到,获得积分10
2秒前
maybe完成签到,获得积分10
2秒前
hahaha2完成签到,获得积分10
2秒前
友好凝荷完成签到,获得积分10
3秒前
yc完成签到,获得积分10
3秒前
曹国庆完成签到 ,获得积分10
4秒前
syltharion完成签到,获得积分10
4秒前
阔达翠彤完成签到,获得积分10
4秒前
Tom2077完成签到,获得积分10
5秒前
柔弱向梦完成签到,获得积分10
5秒前
simon666完成签到,获得积分10
5秒前
MaxwellZH完成签到,获得积分10
5秒前
霡霂完成签到,获得积分10
5秒前
量子咸鱼K完成签到,获得积分10
5秒前
test07完成签到,获得积分10
5秒前
hahaha1完成签到,获得积分10
6秒前
徐彬荣完成签到,获得积分10
6秒前
BEIQI完成签到,获得积分10
6秒前
fate完成签到,获得积分10
6秒前
执着柏柳完成签到,获得积分10
6秒前
LGA1700完成签到,获得积分10
6秒前
PaperCrane完成签到,获得积分10
6秒前
qqqdewq完成签到,获得积分10
8秒前
欣慰外绣完成签到,获得积分10
8秒前
Werner完成签到 ,获得积分10
14秒前
zxcvbnmgx完成签到 ,获得积分10
16秒前
可爱的函函的应助被liva采纳,获得10
17秒前
19秒前
JamesPei的应助被liva采纳,获得10
20秒前
月季花季完成签到 ,获得积分10
20秒前
愤怒的文龙完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
Cong完成签到,获得积分10
27秒前
Cindy完成签到 ,获得积分10
27秒前
ganquan完成签到 ,获得积分10
28秒前
感性的伟诚完成签到 ,获得积分10
29秒前
你好你好完成签到 ,获得积分10
32秒前
六六发布了新的文献求助10
35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
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7887514
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9399482
关于积分的说明 20832272
捐赠科研通 7489789
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3356833
关于科研通互助平台的介绍 2495626
邀请新用户注册赠送积分活动 2385067