Transistor de memória ferroelétrica 2D MoS2 em operação de baixa tensão com estrutura de porta Hf1-xZrxO2

Resumo

O transistor de efeito de campo ferroelétrico (FeFET) surge como uma tecnologia de memória não volátil intrigante devido à sua promissora velocidade de operação e durabilidade. No entanto, inverter a polarização requer uma alta tensão em comparação com a da leitura, prejudicando o consumo de energia de gravação de uma célula. Aqui, relatamos uma célula FeFET compatível com CMOS com baixa tensão operacional. Nós projetamos o ferroelétrico Hf _1-x Zr _x O ₂ (HZO) filme fino para formar dielétricos de porta de capacitância negativa (NC), que gera um loop de histerese de contra-relógio do domínio de polarização no dissulfeto de molibdênio de poucas camadas (MoS ₂ ) FeFET. O capacitor negativo não estabilizado suporta inerentemente a taxa de oscilação subtermiônica e, portanto, permite alternar a polarização ferroelétrica com a janela de histerese muito menos da metade da tensão de operação. O FeFET mostra uma alta proporção de corrente liga / desliga de mais de 10 ⁷ e uma janela de memória no sentido anti-horário (MW) de 0,1 V em um programa mínimo (P) / apagar (E) voltagem de 3 V. Resistência robusta (10 ³ ciclos) e retenção (10 ⁴ s) propriedades também são demonstradas. Nossos resultados demonstram que o HZO / MoS ₂ O transistor de memória ferroelétrica pode alcançar novas oportunidades em aplicações de memória não volátil escalável por tamanho e voltagem.

Histórico

O mercado de memória integrada de sistema em chip (SoC) está atualmente em uma era de tremendo crescimento, o que requer que a memória seja capaz de atingir uma operação mais rápida, menor tamanho de célula e menor consumo de energia [1,2,3,4,5,6 ] A memória ferroelétrica, um dos candidatos mais promissores, foi reconsiderada, devido à descoberta do óxido de háfnio ferroelétrico em 2011 [7].

Nas últimas décadas, o FeFET não teve um bom desempenho em todos esses aspectos, incluindo requisitos de baixa voltagem para operação de memória, simplicidade da etapa do processo e processo de integração de semicondutor de óxido metálico (CMOS) minimamente complementar e preocupações com contaminação limitada [8,9,10, 11]. Para resolver isso, recentemente, uma grande investigação sobre a memória não volátil (NVM) FeFET 2D foi realizada com base em vários materiais ferroelétricos, incluindo PbZrTiO ₃ (PZT) e [P (VDF-TrFE)] polímero [12,13,14,15,16,17,18], que se deve às propriedades promissoras do material 2D em "mais do que a era de Moore". No FeFET, os dois estados de polarização espontânea estáveis ​​de um material ferroelétrico incorporado em uma pilha de portas de transistor são utilizados para armazenamento de dados por meio da tensão de limite controlável ativada por tensões de porta P / E reduzidas aplicadas. É relatado que os comportamentos de histerese reproduzíveis, uma alta proporção liga / desliga de 10 ⁴ , boas propriedades de retenção de até 10 ⁴ s, e a operação de comutação estável foi alcançada em PZT / MoS ₂ FeFET [19]. Visivelmente, uma mobilidade máxima de 625 cm ² / V ∙ s, um grande MW de 16 V para uma porta de ± 26 V - faixa de tensão e uma alta relação liga / desliga de 8 × 10 ⁵ também foram demonstrados por um polímero tipo n [P (VDF-TrFE)] / MoS ₂ FeFET [15]. No entanto, existem tantos problemas fundamentais que podem impedir sua aplicação prática, como compatibilidade de CMOS, capacidade de dimensionamento e os estados de interface entre Fe e material 2D. O óxido de háfnio ferroelétrico, um tipo de novo material ferroelétrico, tem excelente compatibilidade CMOS e capacidade de escalonamento, o que poderia servir para o FeFET NVM avançado em nó de tecnologia sub-5 nm nos próximos 5-10 anos [20]. Consequentemente, um lote de HfO ₂ Pilhas dielétricas com base foram incorporadas em FeFETs 2D, que são direcionados para alcançar transistores de efeito de campo de capacitância negativa (NCFET) com comutação ON / OFF acentuada via inclinação sub-60 mV / década e características sem histerese [21,22,23 , 24,25,26], Embora os experimentos de massa baseados em dielétrico NC com materiais de canal 2D alternativos tenham tirado conclusões fantásticas, eles destacaram os requisitos de pico para distinguir entre NCFETs e FeFETs. Ainda há uma falta de investigação sistemática sobre a física e a viabilidade da tecnologia do dispositivo em memória ferroelétrica de um transistor baseada em MoS ₂ e HZO ferroelétrico.

Neste trabalho, um FeFET com algumas camadas HZO MoS ₂ transistor foi proposto. Ele é capaz de dimensionar a tensão P / E por meio do efeito NC induzido pela engenharia da pilha de portas sob uma tensão P / E reduzida. Demonstramos experimentalmente que um MW no sentido anti-horário de 0,1 V com inclinação de sub-60 mV / década foi alcançado em HZO MoS ₂ FeFET, que pode ser atribuído à modulação da densidade da portadora local no canal 2D pela inversão rápida do dipolo ferroelétrico. Atribuímos a diminuição da histerese do HZO / MoS ₂ FeFET como tensão de dreno aumentando para efeito de redução da barreira induzida por dreno negativo (DIBL). Além disso, também foi estudada sistematicamente a retenção, as características de resistência e a dependência da tensão de limiar na tensão de drenagem do HZO MoS ₂ FeFET, abrindo um caminho viável para projetar HZO MoS ₂ FeFET NVM e suas aplicações práticas.

Métodos

6 nm Hf _1-x Zr _x O ₂ filme e 2 nm Al ₂ O ₃ foi depositado em p ⁺ Substrato de Si usando ALD a 300 ° C, com [(CH ₃ ) ₂ N] ₄ Hf (TDMAHf), [(CH ₃ ) ₂ N] ₄ Zr (TDMAZr) e H ₂ O vapor como o precursor Hf, precursor Zr e precursor oxidante, respectivamente. Posteriormente, o substrato foi submetido a um recozimento térmico rápido (RTA) a 450 ° C por 30 s em N ₂ ambiente. Depois disso, algumas camadas de MoS ₂ os flocos foram esfoliados mecanicamente e transferidos para o substrato. O diâmetro de p ⁺ Substrato de Si usado para depositar HZO (6 nm) / AI ₂ O ₃ (2 nm) é de 6 polegadas. Empregamos litografia por feixe de elétrons (EBL) para padronizar as almofadas de contato em poli (metacrilato de metila) (PMMA) resistente A5. Os parâmetros de rotação, parâmetros de cozimento e parâmetros de imagem são 500 r / min (9 s) + 4000 r / min (40 s), 170 ° C (5 min), MIBK:IPA =1:3 (15 s), respectivamente . Em seguida, os eletrodos fonte / dreno (Ti / Au, 5/65 nm de espessura) foram evaporados usando um sistema de evaporação por feixe de elétrons (EBE) e atacados por solução de acetona. Após a decolagem, o dispositivo foi recozido a 300 ° C por 2 h para aumentar o contato. Realizamos a caracterização elétrica de nosso MoS fabricado ₂ / HZO transistores de efeito de campo usando uma estação de teste com um micromanipulador. A tensão da porta traseira ( V _GS ) foi aplicado no substrato de Si fortemente dopado de tipo p. Um sistema de caracterização de semicondutor (PDA) foi usado para medir a tensão fonte-dreno ( V _DS ), a tensão da porta traseira ( V _GS ), e a corrente fonte-dreno ( I _DS )

Resultados e discussão

Preparamos algumas camadas de MoS ₂ por esfoliação mecânica do cristal em massa e transferido o MoS ₂ nanoflake no Al de 2 nm ₂ O ₃ / 6 nm HZO / p ⁺ Substrato de Si (veja mais detalhes na seção “Experimental”). As Figuras 1a eb exibem uma vista esquemática 3D e seção transversal do HZO / MoS ₂ Estrutura FeFET, respectivamente. Uma imagem de microscopia eletrônica de varredura (SEM) de vista superior do HZO / MoS ₂ O FeFET é mostrado na Fig. 1c. A largura e o comprimento do MoS ₂ canal são 2 μm e 12 μm, respectivamente. Conforme mostrado na Fig. 1d, a espessura do MoS ₂ canal foi confirmado usando microscopia de força atômica (AFM). A espessura medida de 1,57 nm indica a presença de 4 camadas de MoS ₂ [26].

Estrutura do dispositivo e propriedades básicas do MoS ₂ / HZO FeFET. a Representação esquemática tridimensional do MoS ₂ / HZO FeFET. b Seção transversal esquemática do MoS ₂ / HZO FeFET. c Imagem SEM de vista superior do MoS fabricado ₂ / HZO FeFET com eletrodos de fonte / dreno de Ti / Au, isoladores de porta ferroelétrica HZO e MoS ₂ canais. d Perfil de altura usando AFM de modo de contato ao longo da linha vermelha em c , validando a altura do MoS ₂ canal.

Como mostrado na Fig. S1c e d, a composição elementar e de ligação de HZO foi examinada pelas medições de fotoelétrons de raios-X (XPS). Os picos encontrados são 19,05 eV, 17,6 eV, 185,5 eV e 183,2 eV, que correspondem ao Hf 4f _5/2 , Hf 4f _7/2 , Zr 3d _3/2 e Zr 3d _5/2 , respectivamente [27]. A concentração atômica ao longo do perfil de profundidade na Fig. S1e confirma ainda mais a distribuição do Al ₂ O ₃ / HZO / p ⁺ Estrutura de três camadas de Si. Todos os itens acima confirmam que o filme de HZO crescido por meio de nosso sistema de deposição de camada atômica (ALD) é altamente cristalino.

Antes de investigar a caracterização de HZO / MoS ₂ FeFET, o comportamento ferroelétrico do Au / 2 nm Al ₂ O ₃ / 6 nm HZO / p ⁺ A pilha de portas de Si usando medição de tensão de polarização é mostrada na Fig. 2a. Claramente, nosso fabricado 6 nm HZO / 2 nm Al ₂ O ₃ capacitores exibem loops de histerese de voltagem de polarização (medido a 1 kHz). Enquanto isso, a polarização remanescente P _r e a tensão coercitiva V _c aumentar com o aumento da tensão máxima de varredura, implicando o P-V os loops de histerese se transformam de um loop menor em um loop principal. À medida que a tensão máxima de varredura aumenta de 2 para 4 V, P _r atinge 0,66 μC / cm ² , 0,86 μC / cm ² e 1,1 μC / cm ² , respectivamente e V _c atinge 1,12 V, 1,9 V e 2,04 V, respectivamente. Extraído P _r e V _c dentro de 10 ⁵ os ciclos de varredura DC duradouros são mostrados nas Fig. 2b e c. Obviamente, efeitos significativos de despertar e fadiga em até 10 ⁵ ciclos são observados em 6 nm HZO / 2 nm Al ₂ O ₃ capacitor. O despertar e a fadiga podem ser atribuídos à difusão e redistribuição das lacunas de oxigênio sob o campo elétrico. O efeito da fadiga está geralmente associado ao aprisionamento de carga nos locais de defeito relacionados às vacâncias de oxigênio [28]. Os comportamentos de histerese para a PRphase e loop em forma de borboleta para o PRampl usando microscopia de força de resposta piezoresposta (PFM) são exibidos na Fig. S1b e c, indicando uma comutação de polarização como uma função da tensão de polarização de varredura. Considerando as diferentes resistências de contato entre a medição da tensão de polarização e a medição da tensão de resposta piezoelétrica, o V medido _c na Fig. S1b e c não é tão consistente com os valores obtidos na Fig. 2a.

a Loops de histerese P-V para o HZO (6 nm) / Al ₂ O ₃ (2 nm) capacitor com diferentes faixas de varredura de tensão. Dependência de ( b ) P _r e c V _c no ciclismo para o HZO (6 nm) / Al ₂ O ₃ (2 nm) capacitor com ciclagem de ± 4 V / 1 kHz

Além disso, observa-se que há um aumento do MW acompanhado da elevação da faixa de tensão de varredura da porta ( V _{GS, alcance} ) Normalmente, o filme HZO policristalino existe como estado de multi-domínio [29], e a distribuição de campo coercitiva desses domínios satisfaz a distribuição Gaussiana. Assim, deve haver um aumento da dependência dos elevados V _{GS, alcance} . A ação coerciva E _C corresponde ao valor do campo elétrico externo que pode reduzir a polarização remanente a zero. Portanto, o V _GS , _intervalo usado para mudar a polarização no filme HZO torna-se maior com maior tensão coercitiva relacionada V _C . Esta é a razão pela qual os loops de voltagem de polarização do filme HZO são estendidos com um V maior _{GS, alcance} , que foi demonstrado na Fig. 2a. Em outras palavras, a intensidade de polarização aumentada e a comutação ferroelétrica ocorrem com o V elevado _{GS, alcance} , levando aos fenômenos mencionados acima do MW estendido no sentido anti-horário produzido pelo V aumentado _{GS, alcance} . Em V _{GS, alcance} =(-2, 2 V), os MW estão quase desaparecidos e surgem características quase livres de histerese, o que significa a compensação quase completa entre os efeitos da comutação ferroelétrica e o aprisionamento / retirada de carga.

A fim de investigar mais a fundo o efeito da comutação ferroelétrica, o V _{GS, alcance} foi aumentado continuamente para (−6, 6 V) e (−6,5, 6,5 V). O medido eu _DS - V _GS curvas do HZO MoS ₂ FeFET em V _{GS, alcance} =(−6, 6 V) e (−6,5, 6,5 V) são mostrados na Fig. 3a. Da mesma forma, a janela de memória no sentido anti-horário é aumentada com o V estendido _{GS, alcance} . Em V _{GS, alcance} =(−6,5, 6,5 V), o MW no sentido anti-horário está acima de 4 V e a relação liga / desliga também aumenta para 10 ⁷ , que é devido à comutação de polarização aprimorada sob uma tensão externa aplicada maior. Geralmente, o mecanismo subjacente aos comportamentos de histerese mostrado no I _DS - V _GS curvas durante a varredura bidirecional de V _GS é a mudança de tensão de limiar, que pode ser modificada pelos efeitos predominantes de comutação de polarização, ou seja, o efeito NC [30,31,32], resultando em histerese no sentido anti-horário. Um estudo adicional das características de sublimiar aprimoradas foi realizado no outro dispositivo sob um V encolhido _{GS, alcance} . O medido eu _DS - V _GS e extraiu o ponto SS— I _DS curvas do outro dispositivo em V _{GS, alcance} =(−3, 3 V) são plotados na Fig. 3b. É demonstrado que em V _{GS, alcance} =(-3, 3 V), HZO / MoS ₂ FeFET exibe SS _Para =51,2 mV / década e SS _Rev =66,5 mV / década, respectivamente. Ou seja, o SS de sub-60 mV / década e um MW de 0,48 V podem ser alcançados simultaneamente em HZO / MoS ₂ FeFET à temperatura ambiente, o que será uma dica para distinguir entre NCFET e FeFET.

O teste de corrente contínua (DC) do HZO / MoS ₂ FeFET ao drenar a tensão ( V _DS ) é 0,5 V. a A comparação entre as curvas de transferência com 6 V e 6,5 V como máximo da tensão de porta traseira. b Visão ampliada das curvas de transferência no intervalo de 0 a −2 V de V _{GS, alcance} =(-3, 3 V). Declive sublimiar do ponto (SS) em função da corrente de drenagem ( I _DS ) do HZO / MoS ₂ FeFET é ( b ) inserido. O dispositivo exibe SS _Para =51,2 mV / dec

Como se sabe, no NCFET, o SS pode ser menor que 60 mV / década à temperatura ambiente devido à incorporação da capacitância dielétrica da porta negativa ( C _ins ), que pode ser obtido por meio do segmento de inclinação negativa de d P / d E <0 induzido pelo filme ferroelétrico, contribuindo para o fator de gate stack (m) <1. O mecanismo subjacente ao efeito NC [33] é o campo de despolarização gerado pelo filme ferroelétrico [34,35,36,37,38]. É experimentalmente relatado que, devido à blindagem incompleta na interface do filme ferroelétrico [39], a carga de polarização residual poderia produzir um campo elétrico interno através do filme ferroelétrico, que tem direção oposta à tensão aplicada externamente, levando ao retorno distribuição da tensão através do gate stack e do potencial de superfície do canal amplificado, denominado “efeito de amplificação de tensão” [40,41,42]. A amplificação da tensão geralmente pode ser dividida em duas partes, a variação acelerada do potencial de superfície do canal e o valor subsequente aumentado, proporcionando a comutação LIGA / DESLIGA acentuada e I melhorado _LIGADO / eu _DESLIGADO , respectivamente. No entanto, para o FeFET, há outra história. De acordo com o conceito de casamento de capacitância entre capacitância ferroelétrica ( C _FE ) e capacitância de semicondutor de óxido metálico ( C _MOS ) [43,44,45], quando | C _FE |> C _MOS , a capacitância total teórica ( C _total ) é positivo e o sistema é estável, resultando nos mesmos comportamentos de polarização durante a varredura bidirecional de V _GS e o NCFET livre de histerese estável. No entanto, uma boa correspondência resultando em SS e transcondutância melhorados é muito difícil de conseguir, uma vez que ambos C _MOS e C _FE são capacitores muito não lineares e dependentes de polarização. Além disso, | C _FE |> C _MOS precisa ser garantido para toda a faixa de tensão de operação para evitar histerese. Em vez disso, uma vez | C _FE | < C _MOS , o teórico C _total é negativo e o sistema é instável, um comportamento de polarização separada deve ocorrer durante a bi-comutação de V _GS para manter o C _total positivo, o que poderia produzir a histerese anti-horária em FeFET para aplicação NVM. Aqui, é mencionado que o comportamento histerético é o efeito subsequente da comutação de polarização separada, o que significa que a largura da janela de histerese pode ser facilmente modificada com base no conceito de correspondência de capacitância, tal como, que pode ser manipulada pela variação de V _DS . Com uma combinação de capacitância apropriada, mesmo com um V muito encolhido _{GS, alcance} =(-3, 3 V), HZO / MoS ₂ FeFET ainda exibe uma janela de histerese óbvia, e a mudança acentuada de SS _Para =51,2 mV / dec ao mesmo tempo, o que sugere ainda a existência do efeito NC (efeito de polarização ferroelétrica) na região subliminar. Embora NCFET e FeFET sejam diferentes, FeFET também pode ser adotado como dispositivos lógicos com um MW menor comparável, mantendo um SS profundo abaixo de 60 mV / dec e um I superior _LIGADO / eu _DESLIGADO razão também devido ao efeito NC.

O impacto de V _DS na largura do MW foi cuidadosamente investigado. O eu _DS - V _GS curvas em escalas logarítmicas sob diferentes V _DS são caracterizados na Fig. S3. É exibido que, em um V fixo _{GS, alcance} =(−2, 2 V), os valores de V _GS extraído em I _DS =70 nA para a varredura bidirecional de V _GS todos mudam para a direção negativa. Enquanto isso, também é demonstrado que a variação na varredura para frente de V _GS é muito mais óbvio do que a varredura reversa, indicando os fenômenos significativos de DIBL negativo. Deve-se notar que o efeito DIBL negativo sempre ocorre com um efeito NC [46, 47].

Após o teste de corrente contínua (DC) acima do HZO / MoS ₂ FeFET, realizamos ainda os MWs medidos para diferentes P / E V _GS pulsos com largura de 10 ms na Fig. 4a. MW é definido como a variação máxima Δ V _TH depois de P / E V _GS pulsos. Durante o V pulsado _GS aplicativo, os outros terminais foram fixados em V _S = V _D =0 V. Para a operação de leitura (R), V _GS foi variado de -1 V a 1 V com V _D =0,5 V e V _S =0 V. Conforme mostrado na Fig. 4a, os MWs extraídos tornam-se maiores à medida que P / E V _GS pulsos aumentam. Quando o P / E imposto V _GS pulso é ± 3 V, o MW extraído é 0,1 V. Quando o P / E imposto V _GS pulso é ± 5,5 V, o MW extraído é 0,275 V. Comparado com os MWs no sentido anti-horário de 4 V e 0,48 V na Fig. 3a e b, os MWs extraídos após P / E V _GS o pulso é bastante reduzido. Isso é possivelmente devido a uma maior densidade de estados de aprisionamento induzidos por alta umidade no ar [48]. Assim, o mecanismo de captura / remoção de carga é aprimorado e o ciclo de histerese no sentido anti-horário é diminuído eventualmente. Além disso, estudamos a resistência ao ciclismo e a retenção de dados do HZO / MoS ₂ FeFET sob pulsos P / E com ± 5,5 V de altura na Fig. 4b. O programa V _GS pulso tinha 10 ms de largura com V _S = V _D =0 V. A Figura 4b ilustra os MWs medidos em função dos ciclos de resistência. O ciclo de resistência é formado por pulsos P / R / E / R periódicos de tensão back-gate. As tensões aplicadas à porta traseira da altura de P, E, R foram + 5,5 V, −5,5 V e 0 V, respectivamente. E a largura de pulso de P e E foi de 10 ms. Claramente, um MW de 0,3 V pode ser mantido sem degradação significativa após 10 ³ Ciclos P / E. À medida que o número do ciclo de resistência aumenta, o MW aumenta para 0,38 V após 10 ciclos e, em seguida, diminui de volta para 0,28 V após 600 ciclos. O primeiro MW alargado é denominado efeito de despertar e o MW encolhido posterior é denominado efeito de fadiga. O efeito wake-up corresponde ao de-pinning da parede de domínio, levando a um aumento dos domínios de polarização comutáveis ​​do filme HZO [49]. O efeito da fadiga corresponde a novas cargas injetadas que fixam as paredes do domínio após um grande número de ciclos P / E [50]. A retenção de dados em temperatura ambiente é mostrada na Fig. 4c. Aqui, a degradação do MW é insignificante após 10 ⁴ s. Portanto, pode-se esperar que um MW de cerca de 0,3 V seja sustentável ao longo de 10 anos pelas linhas de extrapolação pontilhadas. Conforme apresentado na Fig. 4d, o dispositivo é estável após 10 ³ ciclos sob os pulsos P / E com alturas de ± 3 V. A estabilidade do HZO / MoS ₂ FeFET mostra uma grande perspectiva de aplicações em tecnologia de memória não volátil.

Desempenhos de memória do HZO / MoS ₂ FeFET sob pulsos P / E. a MWs extraídos (MWs) sob pulsos P / E com alturas de ± 3 V, ± 4 V, ± 5 V, ± 5,5 V e ± 6 V. b Medições de resistência sob condições de pulso P / E. c Característica de retenção do HZO / MoS ₂ FeFET. d Resistência do HZO / MoS ₂ FeFET para 10 ³ ciclos sob os pulsos P / E com alturas de ± 3 V

Uma comparação da figura de mérito com dispositivos baseados em FeFET combinando MoS ₂ e dielétricos de porta ferroelétrica são fornecidos na Tabela 1. Aqui, a estrutura do dispositivo, polarização remanescente, campo elétrico coercitivo, direção do loop de histerese, MW, tensão de trabalho, ciclos de resistência e tempo de retenção são listados. É óbvio que o dispositivo que fabricamos exibe a camada ferroelétrica mais fina de 6 nm HZO e a menor tensão de trabalho em comparação com outros trabalhos [12,13,14,15,16,17,18], o que é importante para o futuro 2 nm. ou nó de processo de 3 nm da memória de fim de linha (BEOL). Ao dimensionar a espessura da camada ferroelétrica, um MW de cerca de 0,1 V foi alcançado sob uma baixa tensão de trabalho de ± 3 V. Essa baixa tensão de trabalho pode ser atribuída às características intrínsecas da camada de HZO em comparação com suas contrapartes, como P (VDF-TrFE) ou HfO ₂ , que tem uma espessura muito maior. Além disso, nosso dispositivo possui polarização remanescente inferior P _r de 1,1 μC / cm ² em comparação com outros FeFETs relatados. O rápido declínio da perda de retenção em um FeFET é devido à existência do campo de despolarização E _dep , que vem da compensação de cobrança incompleta devido à existência do Al ₂ O ₃ camada. Aqui, E _dep é diretamente proporcional à polarização remanescente P _r [51]. Assim, o alto E _c e baixo P _r faça a proporção E _dep / E _c no MoS ₂ / HZO FeFET muito pequeno, levando a uma perda de retenção muito pequena associada ao efeito de campo de despolarização. Embora os desempenhos de retenção do MoS ₂ FeFETs baseados em HZO e P (VDF-TrFE) são ambos cerca de 10 ⁴ s, o filme P (VDF-TrFE) precisa ter 150 nm [17].

Conclusões

Em conclusão, investigamos algumas camadas, MoS ₂ dispositivos de transistor de memória ferroelétrica baseados em um dielétrico HZO back gate. Nossos dispositivos fabricados apresentam histerese no sentido anti-horário induzida por polarização ferroelétrica. Além disso, nosso HZO / MoS ₂ o transistor de memória ferroelétrica exibiu excelentes desempenhos do dispositivo:uma alta relação de corrente liga / desliga de mais de 10 ⁷ e um MW no sentido anti-horário de 0,1 V a uma tensão P / E de 3 V, que tem a resistência (10 ³ ciclos) e retenção (10 ⁴ s) desempenho. Assim, acreditamos que os resultados do nosso MoS ₂ transistores de memória ferroelétrica não volátil com base em apresentam perspectivas promissoras para o futuro das aplicações de memória não volátil 2D de baixa potência.

Disponibilidade de dados e materiais

Os autores declaram que os materiais, dados e protocolos associados estão à disposição dos leitores, e todos os dados usados ​​para a análise estão incluídos neste artigo.

Um modulador delta-Sigma de intervalo dinâmico de 80 dB com largura de banda de 100 Mhz e taxa de clock de 2,4 Ghz Estudos comparativos em nanofolhas bidimensionais retangulares e hexagonais de dióxido de molibdênio com espessuras diferentes