Nature Electronics：垂直生长的金属纳米片与原子层沉积电介质集成，用于具有亚纳米电容等效厚度的晶体管

吴宗涵

2024-07-15

将薄原子层沉积电介质与二维（2D）半导体集成可用于制造电容等效厚度低于1nm的2D晶体管。然而，惰性表面上原子层沉积的非均匀成核以及随后的高能金属蒸发会使原子薄的电介质变得不绝缘。近日，来自南开大学的Jinxiong Wu等人开发了一种氧化铋辅助化学气相沉积方法，用于合成具有原子级平坦表面的单晶金属纳米片。

文章要点：

1) 该研究开发的方法中，纳米片在基材上垂直生长，可以通过无聚合物的机械压制轻易地转移到目标基材上，且研究表明，钯纳米片为厚度低于3 nm的平面氧化铝（Al₂O₃）和氧化铪（HfO₂）电介质的原子层沉积提供了优异的表面；

2) 此外，该研究发现，这些纳米片可以层压到几层二硫化钼（MoS₂）上作为栅极堆叠，其电容等效厚度为0.9 nm，电容密度约为3.9μF·cm⁻²，这种MoS₂顶部栅极晶体管具有2 nm厚的Al₂O₃或HfO₂电介质，其漏电流为10⁻⁶ A·cm⁻²中，低工作电压约为0.45 V，滞后小于1 mV。

参考资料：

Zhang, L., Liu, Z., Ai, W. et al. Vertically grown metal nanosheets integrated with atomic-layer-deposited dielectrics for transistors with subnanometre capacitance-equivalent thicknesses. Nat Electron (2024).

10.1038/s41928-024-01202-3

https://doi.org/10.1038/s41928-024-01202-3