Ultrathin calcium fluoride insulators for two-dimensional field-effect transistors

半导体 材料科学 绝缘体(电) 光电子学 范德瓦尔斯力 场效应晶体管 泄漏(经济) 纳米技术 晶体管 电气工程 工程类 化学 电压 宏观经济学 经济 有机化学 分子
作者
Yu. Yu. Illarionov,A. G. Banshchikov,Dmitry K. Polyushkin,Stefan Wachter,Theresia Knobloch,Mischa Thesberg,Lukas Mennel,Matthias Paur,Michael Stöger‐Pollach,Andreas Steiger‐Thirsfeld,M. I. Vexler,Michael Waltl,N. S. Sokolov,Thomas Mueller,Tibor Grasser
出处
期刊:Nature electronics [Nature Portfolio]
卷期号:2 (6): 230-235 被引量:237
标识
DOI:10.1038/s41928-019-0256-8
摘要

Two-dimensional semiconductors could be used to fabricate ultimately scaled field-effect transistors and more-than-Moore nanoelectronic devices. However, these targets cannot be reached without appropriate gate insulators that are scalable to the nanometre range. Typically used oxides such as SiO2, Al2O3 and HfO2 are, however, amorphous when scaled, and 2D hexagonal boron nitride exhibits excessive gate leakage currents. Here, we show that epitaxial calcium fluoride (CaF2), which can form a quasi van der Waals interface with 2D semiconductors, can serve as an ultrathin gate insulator for 2D devices. We fabricate scalable bilayer MoS2 field-effect transistors with a crystalline CaF2 insulator of ~2 nm thickness, which corresponds to an equivalent oxide thickness of less than 1 nm. Our devices exhibit low leakage currents and competitive device performance characteristics, including subthreshold swings down to 90 mV dec−1, on/off current ratios up to 107 and a small hysteresis. High-performance MoS2 transistors can be created using 2-nm-thick CaF2 as a gate insulator, which forms a quasi van der Waals interface with the 2D semiconductor.
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
SciGPT应助李嘉图采纳,获得10
刚刚
朴素的醉蓝完成签到,获得积分10
刚刚
香蕉觅云应助陶以沫采纳,获得10
刚刚
1秒前
Ava应助tang采纳,获得10
1秒前
包子发布了新的文献求助10
1秒前
心有意发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
七田皿发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
cherish发布了新的文献求助10
2秒前
cowboy完成签到,获得积分10
2秒前
zsj关闭了zsj文献求助
3秒前
汉堡包应助王a采纳,获得10
3秒前
研友_Ljqd08发布了新的文献求助50
3秒前
www发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
苹果完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Kirito应助XC采纳,获得50
4秒前
万能图书馆应助欧阳铭采纳,获得10
5秒前
5秒前
XIAOWANG完成签到,获得积分10
5秒前
王一会完成签到,获得积分10
5秒前
牛哇完成签到,获得积分10
6秒前
我是老大应助西农梁家辉采纳,获得10
6秒前
维多利亚少年完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
zheya完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
喜悦兰完成签到,获得积分10
7秒前
顺利函发布了新的文献求助20
7秒前
8秒前
8秒前
心有意完成签到,获得积分20
9秒前
脑洞疼应助小森花采纳,获得10
9秒前
Mt完成签到,获得积分10
9秒前
森山完成签到,获得积分10
9秒前
高分求助中
【重要!!请各位用户详细阅读此贴】科研通的精品贴汇总(请勿应助) 10000
植物基因组学(第二版) 1000
Plutonium Handbook 1000
Three plays : drama 1000
International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (Madrid Code) (Regnum Vegetabile) 1000
Psychology Applied to Teaching 14th Edition 600
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 600
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 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 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4095334
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3633450
关于积分的说明 11517212
捐赠科研通 3344230
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1837950
邀请新用户注册赠送积分活动 905517
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 823202