基于栅极调控的隧穿二极管结构的二维半导体薄膜水平异质结隧道场效应晶体管
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61674152
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0401.半导体材料
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:蔡倩; 洪文婷; 坚传勇; 李静;
- 关键词:
项目摘要
Tunnel field-effect Transistors (TFETs) are considered the most promising post-CMOS switches, since they provide abrupt switching characteristics, i.e., small (<60 mV/decade) sub-threshold swing (SS), and hence enable ultra-small supply voltage Vdd and switching energy without compromising ON-OFF current ratio, which is un-achievable in conventional CMOS devices. However, it has been found extremely challenging to recover the expected TFET performance on bulk material platform, which results from 1) inefficient gate control leading to large tunnel barrier width and low ON-current; 2) large band gap leading to high tunnel barrier and low ON-current; 3) interface trap induced leakage current leading to large SS. Utilizing the emerging 2D materials for TFET application can potentially overcome these issues, because 2D materials have 1) sizable band gap and band alignment that allow staggered- or even broken-gap type heterojunction design and lowering of tunnel barrier height, 2) ultra-thin body that provides excellent gate control and hence lowers tunnel barrier width, and 3) pristine surface that greatly suppresses the trap generation. Therefore, it is very timely and necessary to explore 2D materials based TFETs at the present stage. The key objectives of the proposed work will be to demonstrate 2D material based high-performance tunnel FETs. Basic approaches that will be used include developing a two steps 2D heterojunction synthesis method, which not only allows the precise formation of the gate on the edge of junction but also provide a seamless junction with minimum defects. With the help of simulation and modeling, device structure can be designed and optimized to achieve high performance TFET devices for the first time.
隧道场效应晶体管(TFETs)被认为是最有前途的后CMOS器件。TFETs器件具有极低的工作电压以及不牺牲ON/OFF比的快速能量转换效率。然而由于传统半导体材料TFETs面临着众多问题,比如:弱的栅极调控能力;高禁带宽度导致的长隧穿距离和低工作电流;界面陷阱导致的漏电。因此使用传统材料难以制备出高性能的TFETs器件。然而利用二维材料可以巧妙的克服上述问题。比如利用二维材料异质结可显著降低载流子隧穿距离。另外二维材料表面没有悬空键可抑制了陷阱态的产生。结合二维材料优异的特性,我们的目标是研制基于栅极调控隧穿二极管结构的二维半导体水平异质结隧穿场效应晶体管。本项目提出的两步外延生长方法,不光可以突破水平结构隧穿场效应晶体管所要求的极其严格的栅极对准,而且可以实现材料的简并掺杂以及两种二维材料的无缝对接。辅以严格的理论计算与器件仿真,完全可以首次制备出高性能TFETs器件。
结项摘要
在二维硫族化合物生长、能带调控、金属与二维半导体接触、二维材料异质结生长与器件制备中以及电子隧穿效应器件工作取得了较大的进展。项目执行期内共正式发表SCI文章25篇,影响因子大于10的文章11篇。发展了一种以玻璃为基底的二维薄膜和异质结生长方法,同时生长了多种二维材料异质结,可以用于高灵敏度光电器件。同时在二维材料以及电子遂穿器件在能源方面取得了系列进展。
项目成果
期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Enhanced hydrogen evolution reaction of MoOx/Mo cathode by loading small amount of Pt nanoparticles in alkaline solution
在碱性溶液中负载少量 Pt 纳米颗粒增强 MoOx/Mo 阴极的析氢反应
- DOI:10.1016/j.ijhydene.2017.05.223
- 发表时间:2017-07
- 期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY
- 影响因子:7.2
- 作者:Jian Chuanyong;Cai Qian;Hong Wenting;Li Jing;Liu Wei
- 通讯作者:Liu Wei
A silicon photoanode for efficient ethanol oxidation under alkaline conditions
在碱性条件下有效氧化乙醇的硅光电阳极
- DOI:10.1039/c7ra02848b
- 发表时间:2017-04
- 期刊:RSC ADVANCES
- 影响因子:3.9
- 作者:Cai Qian;Hong Wenting;Li Jing;Jian Chuanyong;Liu Wei
- 通讯作者:Liu Wei
High-performance tungsten carbide electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction
用于析氢反应的高性能碳化钨电催化剂
- DOI:10.1039/c9se00853e
- 发表时间:2020-03-01
- 期刊:SUSTAINABLE ENERGY & FUELS
- 影响因子:5.6
- 作者:Huang, Jingwen;Hong, Wenting;Liu, Wei
- 通讯作者:Liu, Wei
Self-supported molybdenum selenide nanosheets grown on urchin-like cobalt selenide nanowires array for efficient hydrogen evolution
在海胆状硒化钴纳米线阵列上生长的自支撑硒化钼纳米片可有效析氢
- DOI:10.1016/j.ijhydene.2020.03.017
- 发表时间:2020-05
- 期刊:International Journal of Hydrogen Energy
- 影响因子:7.2
- 作者:Wang Yuqiao Jian Chuanyong He Xu;Liu Wei
- 通讯作者:Liu Wei
Tuning the electron status of urchin-like CoS2 nanowires by selenium doping toward highly efficient hydrogen evolution reaction
通过硒掺杂调节海胆状 CoS2 纳米线的电子状态以实现高效析氢反应
- DOI:10.1016/j.matlet.2019.126673
- 发表时间:2019-12
- 期刊:Materials Letters
- 影响因子:3
- 作者:Wang Yuqiao;Jian Chuanyong;Hong Wenting;Cai Qian;Liu Wei
- 通讯作者:Liu Wei
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其他文献
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