Nature Electronics：3R MoS2铁电晶体管

纳米技术

2024-03-10

为了使用铁电晶体管发展低功耗非易失性的存内计算(Computing In Memory)器件，人们需要开发具有特定厚度的铁电沟道材料。MoS₂等二维半导体材料由于具有滑移铁电（Sliding ferroelectricity）效应因此提供机会。但是由于MoS2缺乏可移动的边界位点，因此如何在外延MoS₂材料中得到可转变的铁电极性是个非常困难的事情。

有鉴于此，台湾师范大学Yann-Wen Lan、台湾阳明交通大学Chun-Liang Lin、麻省理工学院Tilo H. Yang等报道极性转变功能的3R外延MoS₂，是一种能够应用于铁电存储器晶体管（ferroelectric memory transistor）铁电沟道材料，并且在高度位错和不稳定的非铁电基质内生成稳定铁电畴的异质结。

本文要点

（1）

这种非扩散的相转变过程能够生成移动的螺旋位错，从而能够通过电场可控制3R MoS₂的极性。极性-电场测试结果显示3R MoS₂的转变电场强度为0.036 V nm^-1。

（2）

滑移铁电晶体管作为非易失性存储器的厚度仅为两个原子层，平均记忆窗口7 V，保留时间达到10⁴ s，能够工作10⁴循环。

参考文献

Yang, T.H., Liang, BW., Hu, HC. et al. Ferroelectric transistors based on shear-transformation-mediated rhombohedral-stacked molybdenum disulfide. Nat Electron 7, 29–38 (2024)

DOI: 10.1038/s41928-023-01073-0

https://www.nature.com/articles/s41928-023-01073-0