二维CaNb₂O₆超薄介电纳米片

高介电常数 12 MV/cm 击穿场强

采用边缘种子异质外延策略合成的超薄非层状二维CaNb₂O₆纳米片，介电常数与厚度无关，击穿场强高，可用于二维场效应晶体管的栅介质层，解决了非层状材料难以获得高质量二维结构的难题。

Fan, Xiulian · Yi, Jiali · Bin, Deng · Zejuan, Zhang · Yu, Jia · Li, Weihan · Li, Cheng · Wu, Guangcheng · Sun, Tulai · 朱艺涵 · 周健 · 夏娟 · 王曾晖 · Lai, Keji · 彭政 · 李东 · 潘安练 · 周宇

Nature Communications 2025

具体参数

击穿场强

~12 MV cm⁻¹

开关比

~10⁷

亚阈值摆幅

61 mV/dec

技术优势

击穿场强高，可承受高压

击穿场强高达约12 MV cm⁻¹，有利于器件在较高电压下稳定工作。

器件开关比高且漏电低

MoS₂/CaNb₂O₆ FET的开关比超过10⁷、亚阈值摆幅低至61 mV/dec且滞后可忽略，表明界面质量高、陷阱少。

应用场景

• 二维场效应晶体管：提供高介电常数且超薄的栅介质，增强栅控并抑制漏电。
• 纳米电子器件：作为高质量介电层集成到纳米器件，提升稳定性和性能。
• 下一代半导体：兼容二维半导体，推动高κ介电材料在先进节点中的应用。
• 低功耗晶体管：低亚阈值摆幅和低漏电有助于降低功耗，适合低功耗逻辑器件。