高性能的硫化钼双栅晶体管

相比与零带隙的石墨烯， MoS₂具有可调控的带隙，在降低晶体管功率损耗方面具有很大的优势，是下一代CMOS器件的热门候选材料。由于具有原子级的厚度，高的开关比以及优异的饱和特性，二硫化钼射频晶体管引起了人们的广泛关注。在硫化钼双栅器件中，研究发现背栅电压可以有效调节顶栅器件费米能级的移动，有效地减小顶栅器件的接触电阻和低频噪声。背栅电压为20 V时，1微米沟长的器件的最大驱动电流为588 μA/μm，低频噪声降低了5倍，接触电阻减小了两倍。同时，在1微米沟长的顶栅器件中，我们观测到了负阻现象，这主要是由于声子散射造成的，使用高介电Al₂O₃/HfO₂ 栅介质有效地减小了负阻现象，提高了器件的稳定性。该结果对硫化钼的进一步开发和应用具有重要的理论和实际意义。此项研究成果发表于IEEE Electron Device Lett., 2018, 39, 131.和ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 44602.