WTe₂浮栅晶体管

陡峭无滞回

利用二维外尔材料WTe₂的负量子电容效应，实现突破玻尔兹曼极限的亚阈值摆幅，同时保持极低滞回，为低功耗晶体管设计提供新途径。

Xiangyu, Zeng · 张旸 · Li, Xiaoxi · Fang, Cizhe · 刘艳 · 郝跃 · 韩根全

ACS Nano 2025

参数信息

最小亚阈值摆幅

20.3 mV/dec

滞回

2.6 mV

最优面积比

1:1

技术优势

开关更陡，电压能降

利用WTe₂的负量子电容效应，亚阈值摆幅最低达到20.3 mV/dec，远低于玻尔兹曼极限60 mV/dec，使晶体管在更小的栅压范围完成开关。

几乎不留迟滞

器件滞回极小，约2.6 mV，接近理想的无迟滞特性，有利于精确控制和高可靠性操作。

机理清晰可优化

当WTe₂费米能级调至外尔节点附近时，态密度低，电子关联增强，产生负量子电容效应；最佳面积比为1:1，为器件设计提供了明确指导。

应用场景

• 低功耗晶体管：用20.3 mV/dec的陡峭开关，实现更低驱动电压和功耗。
• 高集成度存储：极低滞回利于精确写入和读取，适合高密度存储单元。
• 节能逻辑芯片：突破玻尔兹曼限制，降低逻辑电路的动态和静态功耗。