铁电门控全2D晶体管

亚阈值摆幅26 mV/dec

基于全二维范德华异质结构，利用铁电极化调控载流子输运，突破传统MOSFET的亚阈值摆幅极限。

Zhongyang, Liu · 孙翊淋 · Ding Y. · Li, Mingjie · 刘晓 · Liu, Zhifang · Zhiming, Chen

Journal of Physical Chemistry Letters 2023

参数信息

亚阈值摆幅

26 mV/dec

载流子迁移率

72.3 cm²/(V·s)

技术优势

摆幅破极限

铁电极化提供的负电容效应可使亚阈值摆幅降至26 mV/dec，低于传统MOSFET的60 mV/dec热力学极限，使器件在极低电压下实现更陡峭的开关转换。

迁移率仍高

在实现超低亚阈值摆幅的同时，器件仍保持高达72.3 cm²/(V·s)的载流子迁移率，确保开态电流足够大，不会因陡峭开关而牺牲速度。

低压可操作

上述性能在仅10 mV的漏极电压下测得，说明该器件能够在极低的工作电压下运行，非常适合低功耗应用。

应用场景

• 低功耗逻辑器件：超低亚阈值摆幅使逻辑电路在更低电压下工作，大幅降低动态功耗。
• 先进存储技术：铁电极化态可非易失性存储，有望实现高速低功耗的新型存储单元。
• 下一代晶体管：全二维沟道结合铁电负电容，突破传统晶体管缩放限制，延续摩尔定律。