课题基金基金详情
基于二维材料的电子器件中的金属接触优化
结题报告
批准号:
11604019
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
屈贺如歌
依托单位:
学科分类:
A2004.凝聚态物质电子结构
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
高欣璐、黄凯、梁策、冯申艳、徐新
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中文摘要
在基于磷烯、层状二硫化钼等二维材料的半导体器件中,良好的电极接触对于获得大的开态电流、强的光响应以及高频率运行等都非常关键。然而,磷烯、层状二硫化钼等与体材料的金属电极的接触并不理想(一般为接触电阻很高的肖特基型接触),是限制器件性能的重要因素。为了提高器件性能,有必要对二维材料-金属这一界面进行优化。本项目将利用密度泛函理论计算和量子输运模拟方法,先分析比较采用二维金属材料做电极、插层以及相操控等优化磷烯、层状二硫化钼的电极接触的方法,再探索将这些优化方法引入到基于二维材料的低功耗器件—隧穿场效应管上的可行性。本项目关于二维材料的电极接触优化和隧穿场效应管的研究,将为未来高表现和低功耗电子器件设计与制备提供参考。
英文摘要
The creation of good electrical contacts to two dimensional materials in devices is of key importance to obtain high drain current, strong photo-response and reliable high frequency operations. However, the electrical contacts to phosphorene and layered molybdenum disulfide are mostly of Schottky type, non-ideal for high-performance devices. Therefore, it is necessary to optimize the metal contact of phosphorene and layered molybdenum disulfide. By density functional theory (DFT) and quantum transport calculations, we will analyze the approaches to optimize the electrical contact, including using two dimensional metals, insertion, and seamless connection. Then we introduce these approaches to the low-power application – tunneling field effect transistors. We expect greatly improved performance of phosphorene and layered molybdenum disulfide transistors after electrical contact optimization. This study will provide a theoretical reference for the design and fabrication of future high-performance and low-power electronic applications based on two dimensional materials.
二维半导体材料在后硅时代的超短晶体管中有重要的潜在应用,但其与金属电极的接触问题制约着器件的性能。我们利用密度泛函理论方法计算了黑磷烯及其类似物、二维Bi2O2Se及其类似物等电子材料的电学、力学特性,弄清了这些沟道材料的基态性质;预测了二维金属材料如硼烯、二维碳氮化合物等应用于黑磷烯、WSe2等晶体管的电极材料时不同于三维电极材料的机理,给出了不同电极构型、沟道构型对器件性能的影响规律;探索了基于二维材料的先进电极结构在锂电池方面的应用;预测了黑磷烯、Bi2O2Se、ReS2等适用于亚10 nm甚至亚5 nm晶体管的沟道材料。我们的研究结果对于下一代高性能晶体管的设计具有理论指导意义。依托本项目发表的论文中,有一篇进入了高被引论文,一篇进入了Nanoscale年度热门论文集。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.physe.2019.113659
发表时间:2020
期刊:Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures
影响因子:--
作者:Zhang Xin;Lei Ming;Quhe Ruge
通讯作者:Quhe Ruge
MoO2 and graphene heterostructure as promising flexible anodes for lithium-ion batteries
MoO2和石墨烯异质结构作为锂离子电池的有前途的柔性阳极
DOI:10.1016/j.carbon.2019.03.006
发表时间:2019-06-01
期刊:CARBON
影响因子:10.9
作者:Ma, Jiachen;Fu, Jia;Quhe, Ruge
通讯作者:Quhe, Ruge
Metallic MoN layer and its application as anode for lithium-ion batteries
金属MoN层及其作为锂离子电池负极的应用
DOI:10.1088/1361-6528/aaad48
发表时间:2018-02
期刊:Nanotechnology
影响因子:3.5
作者:Zhang Qiaoxuan;Ma Jiachen;Lei Ming;Quhe Ruge
通讯作者:Quhe Ruge
DOI:10.1103/physrevmaterials.3.054002
发表时间:2019-05-21
期刊:PHYSICAL REVIEW MATERIALS
影响因子:3.4
作者:Liu, Bei;Niu, Mengqi;Quhe, Ruge
通讯作者:Quhe, Ruge
Black phosphorus transistors with van der Waals-type electrical contacts
具有范德瓦尔斯型电触点的黑磷晶体管
DOI:10.1039/c7nr03941g
发表时间:2017
期刊:Nanoscale
影响因子:6.7
作者:Quhe Ruge;Wang Yangyang;Ye Meng;Zhang Qiaoxuan;Yang Jie;Lu Pengfei;Lei Ming;Lu Jing
通讯作者:Lu Jing
二维铁电半导体晶体管的金属接触界面理论研究
  • 批准号:
    12374025
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    53万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    屈贺如歌
  • 依托单位:
国内基金
海外基金