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二维电子器件用均匀超薄高κ门电介质( Uniform and ultrathin high-κ gate dielectrics for two-dimensional electronic devices )
W Li J Zhou S Cai Z Yu X Wang
二维半导体可以用作低功率晶体管的沟道材料，但在这类材料上沉积高质量、超薄的高介电材料已被证明具有挑战性。特别地，原子层沉积通常导致非均匀成核和岛形成，产生遭受电流泄漏的多孔介电层，特别是当等效氧化物厚度较小时。在这里，我们报道了使用单层分子晶体作为种子层在二维半导体上原子层沉积高k栅介质。该方法可用于在石墨烯、二硫化钼(MoS2)和二硒化钨(WSe2)上生长等效氧化物厚度为1 nm的电介质。与使用已建立的方法制备的电介质相比，我们的电介质表现出降低的粗糙度、界面态密度和漏电流，以及改善的击穿场。利用该技术,我们制作了工作频率为60 GHz的石墨烯射频晶体管,以及电源电压为0.8 V,摆幅为60 mV DEC1的MoS2和WSe2互补金属氧化物半导体晶体管。我们还制作了沟道长度为20 nm的MoS2晶体管，其通断比超过107。利用单层分子晶体作为籽晶层，可以在石墨烯、二硫化钼和二硒化钨上沉积等效氧化物厚度仅为1纳米的氧化铪电介质。
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