Flexible High-Temperature MoS2 Field-Effect Transistors and Logic Gates

材料科学 晶体管 场效应晶体管 PMOS逻辑 光电子学 电子线路 阈值电压 石墨烯 阈下传导 纳米技术 工程物理 电气工程 物理 工程类 电压
作者
Yixuan Zou,Peng Li,Chun Jung Su,Jiawen Yan,Haojie Zhao,Zekun Zhang,Zheng You
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (13): 9627-9635
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c13220
摘要

High-temperature-resistant integrated circuits with excellent flexibility, a high integration level (nanoscale transistors), and low power consumption are highly desired in many fields, including aerospace. Compared with conventional SiC high-temperature transistors, transistors based on two-dimensional (2D) MoS2 have advantages of superb flexibility, atomic scale, and ultralow power consumption. However, MoS2 cannot survive at high temperature and drastically degrades above 200 °C. Here, we report MoS2 field-effect transistors (FETs) with top/bottom hexagonal boron nitride (h-BN) encapsulation and graphene electrodes. With the protection of the h-BN/h-BN structure, the devices can survive at much higher temperature (≥500 °C in air) than those of the MoS2 devices ever reported, which provides us an opportunity to explore the electrical properties and working mechanism of MoS2 devices at high temperature. Unlike the relatively low-temperature situation, the on/off ratio and subthreshold swing of MoS2 FETs show drastic variation at elevated temperature due to the injection of thermal emission carriers. Compared with metal electrode, devices with a graphene electrode demonstrate superior performance at high temperature (∼1-order-larger current on/off ratio, 3-7 times smaller subthreshold swing, and 5-9 times smaller threshold voltage shift). We further realize that the flexible CMOS NOT gate based on the above technique, and demonstrate logic computing at 550 °C. This work may stimulate the fundamental research of properties of 2D materials at high temperature, and also creates conditions for next-generation flexible harsh-environment-resistant integrated circuits.
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
常常完成签到 ,获得积分10
2秒前
所所应助Ann采纳,获得10
2秒前
秋澄完成签到 ,获得积分10
2秒前
爆米花应助Kleen采纳,获得10
3秒前
13秒前
shuangfeng1853完成签到 ,获得积分10
17秒前
无相完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
李冰完成签到,获得积分10
20秒前
Ann发布了新的文献求助10
24秒前
琴l发布了新的文献求助10
26秒前
morena应助达不溜的话语权采纳,获得10
27秒前
李彪完成签到 ,获得积分10
31秒前
单薄广山完成签到,获得积分10
32秒前
Docsiwen完成签到 ,获得积分10
38秒前
木木完成签到 ,获得积分10
40秒前
达不溜的话语权完成签到,获得积分10
41秒前
结实擎苍完成签到 ,获得积分10
43秒前
佳期如梦完成签到 ,获得积分10
43秒前
耿周周发布了新的文献求助30
43秒前
光亮八宝粥完成签到 ,获得积分10
47秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
48秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
48秒前
伶俐海安完成签到 ,获得积分10
51秒前
HMethod完成签到 ,获得积分10
51秒前
香蕉觅云应助Autin采纳,获得10
1分钟前
我来指月光完成签到 ,获得积分10
1分钟前
guoxingliu完成签到,获得积分10
1分钟前
沉默的小耳朵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ang完成签到,获得积分10
1分钟前
耿周周完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
嘻嘻嘻哈哈完成签到 ,获得积分10
1分钟前
janer完成签到 ,获得积分10
1分钟前
潇潇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
研友_ZGAeoL完成签到,获得积分10
1分钟前
Ann发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
贰鸟完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
巫和雄 -《毛泽东选集》英译研究 (2013) 800
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
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 2451423
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2124472
关于积分的说明 5405964
捐赠科研通 1853334
什么是DOI,文献DOI怎么找? 921734
版权声明 562263
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493050