微電子所在器件物理領域取得重要進展

2021-02-15 中科院微電子研究所

傳統的三維半導體材料表面存在大量的懸掛鍵，可通過捕獲和散射等方式影響和限制自由載流子的運動，因此表面態的設計、製造和優化是提高三維半導體器件性能的關鍵因素。類似於三維半導體材料的表面態，單層二維材料（如二硫化鉬和石墨烯）在邊界原子的終止和重建可以產生邊界態，這使二維材料產生了許多獨特的現象，使其得到廣泛的應用。

針對此現象，微電子所微電子器件與集成技術重點實驗室劉明院士和李泠研究員的科研團隊與北京理工大學、美國加州大學合作，對單層MoS2/WSe2電晶體進行了器件測試、掃描隧道顯微鏡實驗觀測和第一性原理計算，發現二維材料的邊界態是控制器件亞閾值特性及影響器件遷移率的關鍵因素，並在國際上首次提出這種邊界態是拉廷格液體的物理本質。該科學發現對於研究器件性能優化和低功耗應用具有一定的意義。該工作以《Possible Luttinger liquid behavior of edgetransport in monolayer transition metal dichalcogenide crystals》為題發表在 Nature Communications期刊上（DOI: 10.1038/s41467-020-14383-0）。微電子所博士後楊冠華和物理所邵巖博士為該文章第一作者，微電子所劉明院士、李泠研究員、北京理工大學王業亮教授和美國加州大學洛杉磯分校段鑲鋒教授為共同通訊作者。上述工作得到了國家自然科學基金委、科技部、中科院等相關項目的資助。全文連結：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14383-0#citeas

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