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高电子迁移率CMOS兼容2D逻辑电子的场诱导黑磷n掺杂( Field‐Induced n‐Doping of Black Phosphorus for CMOS Compatible 2D Logic Electronics with High Electron Mobility )
Xu, Yijun Yuan, Jian Zhang, Kai Hou, Yuan Sun, Qiu Yao, Yingming Li, Shaojuan Bao, Qiaoliang Zhang, Han Zhang, Yuegang black phosphorus field‐induced n‐doping logic inverters p–n junctions
黑磷(BP)具有可调谐的直接带隙和高载流子迁移率，被认为是一种超越石墨烯的二维半导体材料。然而，空穴输运占主导地位的特性限制了BP在多用途电子学中的应用。本文报道了一种稳定的互补金属氧化物半导体(COMS)电子掺杂方法，该方法是利用氮化硅(SiXNY)的K+中心强场致效应实现的。在BP表面沉积SixnY后，从原始的P型BP到n型BP有明显的变化。这种电子掺杂可以稳定1个月以上，并能使BP的电子迁移率提高到176cm2V-1S-1。此外，利用N掺杂的方法实现了高性能的面内BP p-n二极管和进一步的逻辑逆变器。BP p-n二极管的整流比为~104。同时，所构建的BP逆变器在不同工作频率下都能实现输出电压由高到低的转换，且电压损失很小。我们的发现为基于BP的纳米电子学的COMS兼容技术的成功铺平了道路。
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