二硒化鎢電晶體的獨特電荷捕獲特性

密歇根大學的梁曉甘教授團隊對多層二硒化鎢(WSe2)電晶體的異常電荷捕獲現象以及記憶特性進行的研究表明,由機械剝離的多層二硒化鎢製成的電晶體中,他們可以激發出具有大間隔、長保持時間和模擬可調諧性的多重電荷捕獲態。

二硒化鎢電晶體的獨特電荷捕獲特性圖片
二硒化鎢電晶體這種獨特的電荷捕獲特性主要歸因於多層二硒化鎢切割表面由機械剝離誘導的層間變形,這些形變可進一步自發形成雙極性的電荷捕獲位點。梁曉甘教授團隊通過表面表徵、不同溫度下的電荷保持特性測量以及密度泛函理論計算等多種方法進一步支持該結論。而在具有類似材料結構的二硫化鉬(MoS2)中,他們卻沒有觀測到類似的電學現象。

在二維半導體材料中,相比於石墨烯的零能帶隙,二硫化鉬存在可調控的能帶隙,因此,在納米電晶體領域擁有很廣闊的應用空間;而相比於矽材料的三維體相結構,類石墨烯二硫化鉬具有納米尺度的二維層狀結構,可被用來製造半導體或規格更小、能效更高的電子晶片,在能量存儲以及納米電子設備領域具有廣發那個的應用空間。

而在梁曉甘教授團隊的研究當中還表明,在不同二硒化鎢電晶體中激發的電荷捕獲態可以得到統一校準,作為多位數據態存儲於記憶元器件中。這些研究成果使得對他們二維半導體材料中的電荷存儲機制有了更深入的瞭解,並且進一步證明所觀察到的電荷捕獲態可以用於實現新型低成本模擬記憶體件技術。

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