Lateral Heterostructure Field-Effect Transistors Based on Two-Dimensional Material Stacks with Varying Thickness and Energy Filtering Source.
Lateral Heterostructure Field-Effect Transistors Based on Two-Dimensional Material Stacks with Varying Thickness and Energy Filtering Source.
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DOI：
10.1021/acsnano.9b08489
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发表时间：
2020-02-25
期刊：
影响因子：
17.1
通讯作者：
Iannaccone G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Marin EG;Marian D;Perucchini M;Fiori G;Iannaccone G
某些二维（2D）材料族的带隙依赖于原子层数，可以用于设计和使用横向异质结构（LHs）作为高性能场效应晶体管（fet）。此选项可以提供非常好的晶格匹配以及高异质界面质量。更重要的是，这种具有层堆叠的带隙调制可以引起二维材料的态密度（DOS）的急剧转变，由于能量滤波源，最终可以用于在lf - fet中实现低于60 mV/ 10的亚阈值摆动。由于其双层结构的特殊DOS，我们已经在PdS2 LH-FET的情况下观察到这种效应。我们的研究结果基于从头算和多尺度材料和器件建模，并激发了对2d材料设计空间的探索，以找到更突然的DOS转换和更合适的候选材料。
The bandgap dependence on the number of atomic layers of some families of two-dimensional (2D) materials can be exploited to engineer and use lateral heterostructures (LHs) as high-performance field-effect transistors (FETs). This option can provide very good lattice matching as well as high heterointerface quality. More importantly, this bandgap modulation with layer stacking can give rise to steep transitions in the density of states (DOS) of the 2D material that can eventually be used to achieve sub-60 mV/decade subthreshold swing in LH-FETs thanks to an energy-filtering source. We have observed this effect in the case of a PdS2 LH-FET due to the particular DOS of its bilayer configuration. Our results are based on ab initio and multiscale materials and device modeling and incite the exploration of the 2D-material design space in order to find more abrupt DOS transitions and better suitable candidates.
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