2024,Nature Electronics——原子级薄膜，推动二维半导体的电介质革命

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文章链接： https://www.nature.com/articles/s41928-024-01245-6             摘要 基于二维半导体的集成电路需要超薄的栅极绝缘体，能够提供高界面质量和电介质可靠性，减少电活性陷阱，并实现高效的栅极控制。然而， 现有的二维绝缘体在带隙、击穿强度、介电常数、漏电流和偏置温度稳定性方面无法提供良好的平衡。 在此，我们展示了通过缓冲层控制的外延生长工艺，在云母基底上获得单晶镁铌酸盐（MgNb₂O ₆ ）。原子级薄的MgNb₂O ₆ 晶体具有宽带隙（约5.0 eV）、高介电常数（约20）、高击穿电压（约16 MV cm ⁻ ¹）和良好的热稳定性。MgNb₂O ₆ 可以与单层二硫化钼（MoS₂）形成范德华界面，且具有极低的陷阱态密度。使用MgNb₂O ₆ 栅介电层的MoS₂场效应晶体管 表现出0.9 mV (MV cm ⁻ ¹) ⁻ ¹以下的滞后现象，次阈值摆幅为62 mV dec ⁻ ¹，开关电流比高 ………………………………