密歇根大学的梁晓甘教授团队对多层二硒化钨(WSe2)晶体管的异常电荷捕获现象以及记忆特性进行的研究表明,由机械剥离的多层二硒化钨制成的晶体管中,他们可以激发出具有大间隔、长保持时间和模拟可调谐性的多重电荷捕获态。
二硒化钨晶体管这种独特的电荷捕获特性主要归因于多层二硒化钨切割表面由机械剥离诱导的层间变形,这些形变可进一步自发形成双极性的电荷捕获位点。梁晓甘教授团队通过表面表征、不同温度下的电荷保持特性测量以及密度泛函理论计算等多种方法进一步支持该结论。而在具有类似材料结构的二硫化钼(MoS2)中,他们却没有观测到类似的电学现象。
在二维半导体材料中,相比于石墨烯的零能带隙,二硫化钼存在可调控的能带隙,因此,在纳米晶体管领域拥有很广阔的应用空间;而相比于硅材料的三维体相结构,类石墨烯二硫化钼具有纳米尺度的二维层状结构,可被用来制造半导体或规格更小、能效更高的电子芯片,在能量存储以及纳米电子设备领域具有广发那个的应用空间。
而在梁晓甘教授团队的研究当中还表明,在不同二硒化钨晶体管中激发的电荷捕获态可以得到统一校准,作为多位数据态存储于记忆元器件中。这些研究成果使得对他们二维半导体材料中的电荷存储机制有了更深入的了解,并且进一步证明所观察到的电荷捕获态可以用于实现新型低成本模拟存储器件技术。