Gas dependent hysteresis in MoS$_2$ field effect transistors
研究单层MoS2场效应晶体管中气体吸附对转移特性滞后现象的影响，发现滞后宽度与气体吸附能相关且可通过气体压力和类型控制，可用于存储器件。
2023-06-27 cond-mat.mes-hall
Hysteresis of Electronic Transport in Graphene Transistors
石墨烯场效应晶体管通常包括位于SiO2表面上的石墨烯薄片。依赖于栅极电压的电导示出了依赖于栅极扫描速率/范围的滞后。它示出在这里，晶体管表现出两种不同类型的滞后在其电特性。电荷转移引起最小电导的栅极电压的正向偏移，而电容选通可以引起电导相对于栅极电压的负向偏移。正滞后现象随着石墨烯片层数的增加而衰减。氦气氛中的自加热显著地去除了吸附物并减少了正滞后。我们还观察到石墨烯器件在低温下的负滞后。研究还发现，石墨烯上/下的冰层具有比水层强得多的偶极矩。电解质栅极中的移动离子和铁电栅极中的极性切换也可能导致石墨烯晶体管中的负滞后。这些发现提高了我们对石墨烯对其周围环境的电响应的理解。石墨烯对环境的独特敏感性及其相关现象值得在非易失性存储器、静电检测和化学驱动应用方面进行进一步研究。
2011-01-18 cond-mat.mes-hall
The role of charge traps in inducing hysteresis: capacitance - voltage measurements on top gated bilayer graphene
理解来自顶栅石墨烯晶体管的沟道电阻中的滞后的起源对于晶体管应用是重要的。跨顶部栅控双层石墨烯上的栅极氧化物的电容-电压测量显示具有约100 μs的充电和放电时间常数的滞后。然而，石墨烯沟道两端的测量电容没有显示出任何滞后，但是由于出现了阶而显示出在高沟道电压下的突然跳跃，这表明栅极和源极之间的滞后的起源是由于栅极氧化物和石墨烯界面中存在的电荷陷阱。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Relating Hysteresis and Electrochemistry in Graphene Field Effect Transistors
石墨烯基场效应晶体管（FET）的滞后和通常观察到的p掺杂已经在过去几年的报告中讨论。然而，实验工作的解释不同;滞后现象出现背后的机制以及石墨烯与其环境之间的电荷转移的作用尚未澄清。我们分析了石墨烯FET在潮湿环境中的电化学和电子性能之间的关系，从石墨烯电阻的标准背栅依赖性中提取。我们认为，石墨烯基场效应晶体管在常规的二氧化硅衬底上表现出的行为，对应于电化学诱导的滞后在环境条件下，可以引起的电荷捕获机制与石墨烯的敏感性，以当地的pH值。
2011-10-07 cond-mat.mes-hall
High-Yield of Memory Elements from Carbon Nanotube Field-Effect Transistors with Atomic Layer Deposited Gate Dielectric
碳纳米管场效应晶体管（CNT FET）已被提议作为未来纳米电子学的可能构建块。但是CNT FET的挑战在于它们似乎在其传输特性中随机地显示不同的滞后量。滞后通常归因于纳米管和栅极之间的电介质层中的电荷捕获。这项研究包括94个CNT FET样品，提供了一个前所未有的统计基础上看到在五个不同的CNT栅极配置的滞后。我们发现记忆效应可以通过仔细设计纳米薄层的栅介质来控制。通过使用HfO $_{2}$和TiO $_{2}$在三层结构中的原子层沉积（ALD），我们实现了第一个CNT FET，其传输特性具有一致且窄分布的记忆效应。
2008-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain Wall Enabled Steep Slope Switching in MoS$_2$ Transistors Towards Hysteresis-Free Operation
基于铁电的负电容（NC）晶体管的器件概念为实现能够优于传统半导体技术的节能逻辑应用提供了一条有前途的路线，而可行的操作机制仍然是争论的中心话题。在这项工作中，我们报告了陡峭的斜率开关的MOS $_2$晶体管背栅由单层多晶PbZr $_{0.35}$ Ti $_{0.65}$ O $_3$。该器件表现出电流开/关比高达8 $\times$ 10 $^6$内的超低栅电压窗口$V_g$ = $\pm$ 0.5 V和亚阈值摆幅（SS）低至9.7 mV的十进$^{-1}$在室温下，超越60 mV的十进$^{-1}$玻尔兹曼限制，而不涉及额外的介电层。理论模型揭示了在使NC模式，这是由SS和畴壁密度之间的关系证实的畴壁内的亚稳极性态的主导作用。我们的研究结果揭示了一种用于NC操作的无毛刺机制，为开发低功耗2D纳米电子器件提供了一种简单而有效的材料策略。
2022-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Pressure-Tunable Ambipolar Conduction and Hysteresis in Ultrathin Palladium Diselenide Field Effect Transistors
研究了少层二硒化钯（PdSe 2）场效应晶体管在电场、光场、电子辐照和气压等外界激励下的特性。我们观察到双极传导和滞后的转移曲线的PdSe2材料未保护和剥离。我们调整双极传导和它的滞后行为在空气和纯氮气环境中。在室温下观察到的占主导地位的p型传输可逆地变成占主导地位的n型导电通过降低压力，这可以同时抑制滞后。压力控制可用于对称化和稳定高性能逻辑电路中所需的器件的传输特性。晶体管不受短沟道效应的影响，但受陷阱状态的影响，其特征时间为分钟。在扫描电子显微镜成像过程中由于电子辐照而显著降低的沟道电导在室温下退火几分钟后恢复。这项工作为PdSe2在电子设备中的开发铺平了道路，通过提供基于实验的和更深入的了解PdSe2晶体管中的电荷传输受到电应力和其他外部代理。
2019-02-01 cond-mat.mes-hall
Blocking transition of SrTiO$_3$ surface dipoles in MoS$_2$/SrTiO$_3$ field effect transistors with counterclockwise hysteresis
本文研究 MoS$_2$/SrTiO$_3$ 场效应晶体管中由 STO 表面双稳态偶极子引起的逆时针迟滞，揭示其源于热能与势垒竞争导致的阻塞转变，并展示其作为热辅助存储器件的潜力。
2024-10-19 cond-mat.mes-hall
Performance of Solution Processed Carbon Nanotube Field Effect Transistors with Graphene Electrodes
本研究以少层石墨烯为接触电极材料，评估碳奈米管场效电晶体的效能。我们提出了在CNT石墨烯结的势垒高度上使用温度依赖性IV测量获得的实验结果。在我们的器件中，空穴和电子的估计势垒高度接近于零或略负，表明石墨烯与CNT的价带和导带的欧姆接触。此外，我们还报道了石墨烯的势垒高度和厚度之间没有相关性。
2016-11-16 cond-mat.mes-hall
$β$-Ga$_2$O$_3$ Nano-membrane Negative Capacitance Field-effect Transistor with Steep Subthreshold Slope for Wide Bandgap Logic Applications
采用铁电铪锆氧化物作为栅介质叠层，实现了陡斜率$β$ $_2$ O $_3$纳米膜负电容场效应晶体管（NC-FET）。亚阈值斜率小于60 mV/dec，在室温下获得的正向和反向栅极电压扫描与最小值为34.3 mV/dec在反向栅极电压扫描和53.1 mV/dec在正向栅极电压扫描在$V_{DS}$ =0.5 V。增强模式的操作与阈值电压约0.4 V是通过调整的$β$ -Ga $_2$ O $_3$膜的厚度。获得小于0.1 V的低滞后。陡斜率、低滞后和增强模式的$β$ O $_3$ NC-FET是未来宽禁带CMOS逻辑应用的nFET候选者。
2017-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cryogenic performance of field-effect transistors and amplifiers based on selective area grown InAs nanowires
本研究利用选区生长技术制备InAs纳米线场效应晶体管，表征了其低温特性及在集成电路和放大器中的应用表现，并讨论了晶体缺陷与工艺影响及改进策略。
2025-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cryogenic temperature dependence and hysteresis of surface-trap-induced gate leakage in GaN high-electron-mobility transistors
本研究系统研究了GaN HEMT表面陷阱诱导栅极漏电流的低温机制，发现220 K上下分别由Poole-Frenkel发射和陷阱辅助隧穿主导，并解释了迟滞方向反转现象。
2025-10-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Impact of dopant species on the interfacial trap density and mobility in amorphous In-X-Zn-O solution-processed thin-film transistors
In/Zn氧化物与各种X原子的合金化稳定了IXZO结构，但在化合物中产生电子陷阱，降低了电子迁移率。为了评估后者是否与X元素的氧亲和力或离子半径有关，通过溶胶-凝胶过程合成了几个IXZO样品，其中含有大量（14）X元素。IXZO通过XPS、SIMS、DRX和UV光谱表征，并用于制造薄膜晶体管。从TFT电学特性和低频噪声中提取的沟道迁移率和界面缺陷密度NST呈增加趋势，迁移率和NST的值呈指数关系。在In-Ga-Zn-O中获得了最高的迁移率（8.5 cm 2/Vs），并且对于Sb和Sn掺杂的IXZO获得了稍低的值，NST为约2 E12 cm 2/eV，接近于In-Zn-O参考TFT的NST。这是由于Ga、Sb和Sn的电负性高于Zn和In，它们的离子半径值接近In和Zn的离子半径值。因此，Ga，Sb和Sn在溶胶-凝胶过程中诱导的In-O和Zn-O序列的扰动较弱，而X元素具有较低的电负性和不同的离子半径。具有X = Ca、Al、Ni和Cu的TFT表现出最低的迁移率和NST > 1 E13 cm 2/eV，这很可能是由于金属或氧化物簇的形成。
2014-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Thermodynamic Perspective of Negative-capacitance Field-effect-transistors
铁电场效应晶体管（FeFET）的操作的物理现象在一个统一的模拟框架内处理。该框架结合了Landau平均场处理的自由能的铁电体和极化动力学根据Landau-Khalatnikov（LK）方程。这些方程与一维金属氧化物半导体（MOS）结构的静电和漂移扩散的解决方案，在半导体沟道中的电流自洽解决。数值模拟表明，取决于铁电体（FE）的厚度，两个制度的滞后切换（相关的非易失性存储器）和较高的导通电流和陡峭的亚阈值斜率（SS）与一个可以忽略不计的滞后（相关的逻辑）通过负电容效应。
2017-06-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
On the origin of anomalous hysteresis in graphite/boron nitride transistors
本研究探究石墨/氮化硼晶体管中反常磁滞（栅极失效/电子棘轮）效应的起源，发现其可发生在多层石墨沟道中且仅与一个表面相关，并能在室温、无旋转对准及插入WSe2时存在，为理解该现象提供关键约束。
2024-10-03 cond-mat.mes-hall
Local-gated single-walled carbon nanotube field effect transistors assembled by AC dielectrophoresis
我们提出了一个简单的和可扩展的技术，用于制造的解决方案处理和局部栅控碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）。该方法是基于通过AC介电电泳（DEP）将来自二氯乙烷的单个单壁碳纳米管定向组装到预先图案化的源极和漏极上，其中在中间具有局部铝栅极。与全局背栅相比，局部栅控CNT-FET器件显示出优越的性能，其开关比为10^4，最大亚阈值摆幅为170 mV/dec。局部底栅DEP组装的CNT-FET将促进互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容纳米电子器件的大规模制造。
2008-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental observation and modeling of the impact of traps on static and analog/HF performance of graphene transistors
通过施加相反极性的连续栅源电压脉冲，在实验上减少了石墨烯场效应晶体管性能上的陷阱诱导滞后。该测量方案是获得可再现器件特性的实用且合适的方法。陷阱影响和陷阱免费的实验数据，使静态和动态器件性能的陷阱的影响进行讨论。一个分析的漏电流模型校准的实验数据，使研究的陷阱对沟道内的设备电位的影响。高频的品质因数和固有增益的设备从实验和合成数据，有和没有滞后显示的重要性，考虑一般被忽视的影响陷阱的模拟和高频应用。
2020-10-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Transconductance and Coulomb blockade properties of in-plane grown carbon nanotube field effect transistors
由单壁碳纳米管（SWCNT）制成的单电子晶体管（SET）有望用于以超低功耗运行的量子电子器件，并允许电子输运的基础研究。我们报告的SET注册面内生长，利用定制的纳米级催化剂图案和化学气相沉积。金属单壁碳纳米管已被删除的电气老化技术和共同的栅极滞后被删除使用PMMA和烘烤，导致场效应晶体管具有大的开/关比高达10^5。进一步分割成200 nm短半导体SWCNT器件产生了量子点，其在库仑阻塞状态下显示电导振荡。所展示的配准面内生长的利用打开了创建新的SET器件几何形状的可能性，所述几何形状更复杂，即横向有序和可扩展，如高级量子电子器件所需的。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Performance, Hysteresis-Free Carbon Nanotube FETs via Directed Assembly
高性能单壁碳纳米管场效应晶体管（SWNT-FET）的制造使用定向组装和大量生产的碳纳米管（CNT）。这些FET表现出与最先进的器件相当的操作特性，并且该工艺提供了一种大规模功能性CNT电路组装的途径，该途径避免了依赖于化学气相沉积（CVD）的工艺中固有的问题。此外，在器件结构中集成疏水自组装单层（SAM）消除了SWNT-FET中的门控滞后的主要来源，这导致FET操作不受干扰，同时将未改性的纳米管表面暴露于环境空气。
2006-05-26 cond-mat.mes-hall
Variability and Reliability of Graphene Field-Effect Transistors with CaF2 Insulators
本研究首次在GFETs中采用2nm厚外延CaF2作为栅极绝缘层，发现其迟滞和偏压温度不稳定性与SiO2和Al2O3器件相当，在约1nm EOT下实现低于0.01V的小迟滞，证明CaF2是高稳定性GFETs的理想绝缘材料。
2023-09-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin transistor built on 2D van der Waals heterostructures
自旋晶体管（其通断操作通过电场控制的自旋取向1实现）如果实现，则可以通过实现更快和更节能的性能以及非易失性数据存储2、3来彻底改变现代电子设备。由Datta和Das 1提出的依赖于半导体沟道中的电场控制的自旋进动的原始提议面临着重大挑战，包括低效的自旋注入、自旋弛豫和自旋进动角的扩展4、5。最近在二维磁性绝缘体CrI 3中的磁场切换为6-8阶和自旋过滤为9-12阶的演示激发了自旋晶体管的新工作原理。在这里，我们展示了基于双栅石墨烯/CrI 3隧道结的自旋场效应晶体管。这些设备显示出双极晶体管的行为和隧道磁阻广泛可调门时，CrI 3磁性隧道势垒进行反铁磁-铁磁自旋翻转过渡。在自旋翻转转变附近的恒定磁偏置下，栅极电压可以以大的滞后在高电导状态和低电导状态之间重复地改变器件。这种新的自旋晶体管概念的基础上的电场控制的自旋翻转过渡的磁隧道势垒是免疫的接口缺陷，并允许自旋注入，控制和检测在一个单一的设备。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non Volatile MoS$_{2}$ Field Effect Transistors Directly Gated By Single Crystalline Epitaxial Ferroelectric
我们展示了非易失性，n型，背栅，MOS $_{2}$晶体管，直接放置在外延生长，单晶，PbZr $_{0.2}$ Ti $_{0.8}$ O $_{3}$（PZT）铁电体。该晶体管显示出良好的导通电流（19 $μA/μ$ m）、高的通断比（10 $^{7}$）和亚阈值摆幅（SS ~ 92 mV/dec），其中100 nm厚的PZT层作为背栅氧化物。重要的是，铁电极化可以直接控制沟道电荷，表现出明显的逆时针滞后。我们自洽地证实了铁电体的开关和相应的变化，从直接的时间依赖性测量的通道电流。我们的研究结果表明，它是可能的，以获得晶体管操作直接在极性表面上，因此，它应该是可能的集成二维电子与单晶功能氧化物。
2017-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Frequency as a Clock: Synchronization and Intrinsic Recovery in Graphene Transistor Dynamics
本文提出统一动力学模型，通过载流子注入与再吸收竞争揭示GFET迟滞的频率无关弛豫与频率锁定双区域，解释非易失效应并预测回线演变，指导石墨烯电子设计。
2025-10-08 cond-mat.mes-hall
Continuous-wave and Transient Characteristics of Phosphorene Microwave Transistors
采用0.3 μ m长栅和15 nm厚Al_2O_3栅绝缘层的少层磷烯MOSFET，由于探测焊盘较大，寄生电容较大，去嵌入后正向电流截止频率为2 GHz，最大振荡频率为8 GHz.发现晶体管的栅极滞后和漏极滞后在1 μ s或更小的量级上，这与DC特性中缺乏滞后、载流子冻结或持久光电导性一致。这些结果证实磷烯MOSFET可以是一个可行的微波晶体管的小信号和大信号应用。
2016-03-16 cond-mat.mes-hall
Fast transient charge trapping in salt-aided CVD synthesized monolayer MoS2 field-effect transistor
原子级薄的半导体在信息和通信技术中具有多方面的未来应用，以实现电子元件的最终小型化。特别是，正在进行的研究不仅需要大规模合成的原始质量单层二硫化钼，但也先进的纳米纤维和表征方法的内在器件性能的调查。在这里，我们进行了细致的调查的快速瞬态电荷捕获机制的场效应晶体管（FET）的高品质的CVD二硫化钼单层生长的盐驱动的方法。为了展现晶体管的本征特性，采用幅度扫描脉冲I~V方法，改变脉冲宽度。通过施加最短脉冲，实现了场效应迁移率高达~100%的显着增加以及无载流子传输特性。此外，关联这些结果，单脉冲时域漏电流分析进行释放的快速和缓慢的瞬态电荷捕获现象。此外，严格的密度泛函理论（DFT）的计算进行检查的肖特基势垒和金属诱导的间隙状态之间的漏/源电极和MoS 2的优良的载流子输运的影响。我们的研究结果的可控瞬态电荷捕获机制，估计本征场效应迁移率和无掺杂的盐辅助CVD生长的二硫化钼场效应晶体管的转移特性将有利于未来的设备应用在复杂的存储器，逻辑和传感器系统。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall
Fundamental Performance Limits of Carbon Nanotube Thin-Film Transistors Achieved Using Hybrid Molecular Dielectrics
在过去的十年中，半导体碳纳米管薄膜已被公认为在电子、能源和传感领域具有广泛应用的竞争材料。特别是，大面积柔性电子器件的改进已经通过生长后处理的独立进步来实现，以解决金属与半导体碳纳米管的异质性，改善栅极的异质性，以及自组装工艺。此外，特定器件组件的受控调谐提供了材料性质和器件性能指标之间的权衡的基本探测器。尽管如此，碳纳米管晶体管的性能适合于现实世界的应用，等待在独立开创的设备组件集成的理解为基础的进展。我们通过将高纯度半导体碳纳米管薄膜与定制设计的混合无机-有机栅极电介质集成在一起来实现这一目标。这种材料的协同组合避免了传统的设计权衡，导致几种晶体管性能指标的同时进步，例如，介电常数（6.5 μS/μm）、本征场效应迁移率（147 cm^2/Vs）、亚阈值摆幅（150 mV/decade）和开/关比（5 x 10^5），同时还实现了在环境条件下的无介电常数操作。
2012-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced performance of MoS$_2$/SiO$_2$ field-effect transistors by hexamethyldisilazane (HMDS) encapsulation
本研究提出用HMDS封装SiO$_2$/Si衬底上的MoS$_2$的可扩展方法，大幅提升二维材料FET的性能与环境稳定性，为其实际应用提供了可行方案。
2024-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Memory effects in black phosphorus field effect transistors
报道了黑磷沟道背栅场效应晶体管的制作及其电学特性。我们表明，由于本征缺陷的传输特性的滞后，可以利用实现非易失性存储器。我们证明，栅极电压脉冲允许捕获和存储电荷内的缺陷状态，这使得存储器设备的耐久性超过200个周期和保留时间超过30分钟。我们表明，使用的保护性聚（甲基丙烯酸甲酯）层，位于黑磷通道的顶部，不影响设备的电性能，但避免了暴露于空气中所造成的退化。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall
MoS$_{2}$/Al$_{0.68}$Sc$_{0.32}$N negative capacitance field-effect transistors
本研究报道了基于AlScN铁电材料的MoS$_{2}$负电容场效应晶体管，通过引入满足电容匹配条件的非铁电介电层最小化迟滞，并在大面积单层MoS$_{2}$阵列中实现了低于热离子极限的亚阈值摆幅和极小的阈值电压变化。
2023-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Advancements in Complementary Carbon Nanotube Field-Effect Transistors
采用高功函数金属Pd和低功函数金属Al分别作为源漏电极，制备了高性能p型和n型单壁碳纳米管场效应晶体管（FET）。欧姆接触化学本征单壁碳纳米管，没有或小肖特基势垒（SB），提供高导通状态电流高达20 μ A每管。在纳米管-金属界面处缺乏显著的费米能级钉扎允许通过改变接触金属来微调p沟道和n沟道导电的势垒高度。由此获得的空气稳定的p-和n-FET可以用于互补纳米电子学，如制造逆变器所示。其他重要的问题，包括滞后，关断状态的漏电流，纳米管直径的选择，和阈值电压控制的纳米管场效应管进行了讨论。
2004-01-13 cond-mat.mes-hall
Blocking transition of interface traps in MoS$_2$-on-SiO$_2$ FETs
本研究通过界面陷阱占据动力学模型，揭示了MoS$_2$-on-SiO$_2$场效应晶体管在冷却时迟滞急剧减小的阻塞转变机制，并在低温下实现了对阈值栅极电压的宽范围可逆调控。
2023-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
S-shaped current-voltage characteristics of n+-i-n-n+ graphene field-effect transistors due the Coulomb drag of quasi-equilibrium electrons by ballistic electrons
我们证明了弹道电子注入到横向n $^+$ -i-n-n $^+$石墨烯场效应晶体管（G-FET）中的二维电子等离子体中可能会导致由于线性电子色散系统中的伽利略和洛伦兹不变性的破坏而导致的准平衡电子的大量库仑拖曳。这种效应可以导致S形的电流-电压特性（IV）。所得到的负微分电导率实现了可以用于实现电压开关器件的磁滞效应和电流抑制。由于IV的强非线性，G-FET可以用于有效的频率倍增和太赫兹辐射的检测。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall
Electrical Spectroscopy of Intervalley Relaxation in WSe$_2$ Transistors
National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Kwansei Gakuin University（关西学院大学）
提出利用多层WSe₂场效应晶体管的跨导直接电学测量谷间弛豫时间τ_iv，通过扩展平衡谷热力学框架预测三种特征信号，实现标准射频和直流仪器下的定量电学测量。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Memory effect in ferroelectric single electron transistor: violation of conductance periodicity in the gate voltage
大多数在岛上具有准连续准粒子谱的单电子器件的基本性质是它们的输运特性在栅电压下的周期性。即使相对于将铁电绝缘体放置在源极和漏极隧道结中，该性质也是稳健的。我们发现，将铁电体内部的栅极电容打破这种周期性。这种SET的电流-电压特性强烈地依赖于铁电极化，并且即使对于可以忽略的铁电滞后也显示出巨大的记忆效应，使得这种器件有希望用于记忆应用。
2014-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Asymmetric Schottky Contacts in Bilayer MoS2 Field Effect Transistors
讨论了CVD合成双层MoS 2沟道和Ti肖特基接触的背栅场效应晶体管的高偏置电特性。我们发现，氧化钛接触MoS 2形成整流结的肖特基势垒高度为0.3至0.5 eV。为了解释晶体管的整流输出特性，我们提出了一个基于两个稍微不对称的背靠背肖特基势垒的模型，其中最高电流来自于在电强制结处的镜像力势垒降低，而反向电流是由于接地结处的肖特基势垒限制注入。该器件在5 mWcm-2白光LED光下实现了大于2.5 AW-1的光响应度。通过比较两个和四个探针的测量，我们表明，滞后和持久的光电导所表现出的晶体管的特点的MoS 2通道，而不是Ti/MoS 2接口的影响。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
Field-effect modulation of conductance in VO2 nanobeam transistors with HfO2 as the gate dielectric
我们研究了场效应晶体管实现从VO2纳米束与HfO2作为栅极电介质。当从低温加热到高温时，VO2经历绝缘体到金属的转变。当系统处于绝缘阶段时，我们观察到由栅极电压引起的器件电导的变化（约6%）。响应是可逆的和滞后的，并且滞后环的面积随着门扫描速率的减慢而变大。在电导和栅电压的响应之间存在相位滞后。这表明存在的记忆系统，我们讨论其可能的起源。
2011-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inhomogeneous hysteresis in local STM tunnel conductance with gate-voltage in single-layer MoS$_2$ on SiO$_2$
本文利用STM/S研究SiO$_2$上单层MoS$_2$的局域隧道电导随栅压的滞后行为，揭示陷阱密度与能量分布的非均匀性及局域费米能级钉扎现象。
2024-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate Tunable Dissipation and "Superconductor-Insulator" Transition in Carbon Nanotube Josephson Transistors
耗散在量子系统中无处不在，它与涨落的相互作用对维持量子相干性至关重要。实验研究了单壁碳纳米管与超导体耦合时的耗散动力学。的电压-电流特性显示门可调滞后，与正常状态电阻RN的大小完全相关，表明结经历欠阻尼和过阻尼制度之间的周期性调制。令人惊讶的是，当器件的费米能级通过局部电导最小值调谐时，我们观察到从类超导到类绝缘的栅控跃迁，“临界”R_N值约为8-20 kohm。
2008-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Layered semiconductor devices with water top-gates: High on-off ratio field-effect transistors and aqueous sensors
层状半导体显示出作为场效应晶体管（FET）的沟道材料的前景。通常，这样的器件包括实心背栅或顶栅漏极。在这里，我们探讨去离子（DI）水作为解决方案的顶栅场效应开关的层状半导体，包括SnS 2，MoS 2，和黑磷。DI水门易于制造，可以承受快速的偏置变化，并且其与分层材料的有效耦合提供了高的开-关电流比、接近理想的亚阈值摆幅以及增强的短沟道行为，即使对于具有厚的块状沟道的FET也是如此。通过高k溶液栅极的筛选消除了由于表面和界面陷阱状态引起的滞后，并大大增强了场效应迁移率。水电解的开始在大的负栅极偏置下设定了去离子水栅极的极限。在这个制度的测量显示水的传感，在这里证明了在水溶液中的葡萄糖的安培检测的承诺。层状半导体的去离子水门可以用于新型材料和器件的研究，随着进一步的发展，它可能在微电子和传感领域得到广泛的应用。
2017-05-31 cond-mat.mes-hall
High Performance Depletion/Enhancement-Mode beta-Ga2O3 on Insulator (GOOI) Field-effect Transistors with Record Drain Currents of 600/450 mA/mm
在这封信中，我们报告了高性能耗尽/增强（D/E）模式beta-Ga 2 O3绝缘体（GOOI）场效应晶体管（FET），具有创纪录的高漏极电流（ID）600/450 mA/mm，这几乎是一个数量级高于任何其他报告的ID值。阈值电压（VT）可以通过改变β-Ga 2 O 3膜的厚度来调制，并且E模式GOOI FET可以简单地通过收缩β-Ga 2 O 3膜的厚度来实现。由于β-Ga_2 O_3和SiO_2之间的良好界面和β-Ga_2 O_3的宽带隙，对于300 nm厚的SiO_2，观察到可忽略的转移特性滞后、10^10的高ID开/关比和140 mV/dec的低亚阈值摆幅。源漏间距为0.9 μ m的E型GOOI FET的击穿电压为185 V，平均电场（E）为2 MV/cm，显示了GOOI FET在未来功率器件中的巨大前景。
2018-02-07 cond-mat.mes-hall
Strain determination in the Si channel above a single SiGe island inside a field effect transistor using nanobeam x-ray diffraction
SiGe岛用于在场效应晶体管的Si沟道中引起拉伸应变，以实现更大的介电常数和更高的电流驱动能力。我们报告的X射线衍射实验上的一个单一的完全处理和功能器件的TiN+Al栅极叠层和源极，栅极和漏极接触的地方。Si沟道中的应变场使用聚焦到400 nm直径的X射线束结合有限元模拟来探索。发现在Si沟道中约1%的最大面内拉伸应变，这比现有技术的器件中的无位错拉伸应变Si可实现的高三到四倍。
2010-11-17 cond-mat.mes-hall
The intrinsic (trap-free) transistors based on perovskite single crystals with self-passivated surfaces
卤化铅钙钛矿作为新型半导体材料出现，适用于各种光电应用。然而，制造可靠的钙钛矿场效应晶体管（FET），这类材料的电荷传输特性的基础和应用研究所需的设备，已被证明具有挑战性。在这里，我们展示了基于溴化铯铅（CsPbBr 3）的外延单晶薄膜的高性能钙钛矿FET。一种改进的气相外延技术允许生长真正大面积的原子级平坦的钙钛矿薄膜，具有优异的结构和表面特性。基于这些CsPbBr 3膜的FET表现出教科书晶体管特性，具有非常低的滞后和高的本征载流子迁移率。这种高性能器件的可用性首次允许研究钙钛矿FET中的霍尔效应。我们的磁输运测量结果表明，载流子迁移率的CsPbBr 3 FET的冷却增加，从约30 cm 2 V-1 s-1在室温下，到约250 cm 2 V-1 s-1在50 K，表现出主要由声子散射限制的带输运。这里描述的外延生长和FET制造方法可以自然地扩展到其他钙钛矿，包括混合钙钛矿，从而代表了技术飞跃，克服了钙钛矿FET研究中的性能瓶颈。
2021-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Impact of the domain structure in ferroelectric substrate on graphene conductance (authors' review)
综述了近年来铁电衬底电畴结构对石墨烯电导影响的理论研究。考虑到石墨烯自由表面上的吸附偶极子层和其界面上的局域态，对基于铁电体上石墨烯的场效应晶体管中的磁滞记忆效应进行了解析描述.分析了最近发展的铁电衬底上石墨烯通道中pn结导电性理论的各个方面，该通道由180度铁电畴结构产生，并考虑了从弹道到扩散的不同电流制度的情况。在这样的系统中的尺寸效应的影响和使用的结果，用于改善与石墨烯沟道的场效应晶体管的特性的可能性，非易失性铁电存储器单元与随机访问，传感器，以及用于小型化的各种设备的功能纳米电子进行了讨论。
2018-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-voltage Ferroelectric Field-Effect Transistors with Ultrathin Aluminum Scandium Nitride and 2D channels
该研究在超薄AlScN铁电薄膜上制备MoS2单层沟道FeFET，通过减薄铁电层将栅极电压降至3V以下，并系统分析厚度、制备方法和环境对磁滞行为的影响，为低功耗CMOS兼容存储计算器件提供优化路径。
2025-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Si Nanowire - Array Source Gated Transistors
基于单晶硅纳米线（Si NWs）与金属肖特基接触的溶液处理场效应晶体管的演示。在室温下由纳米线油墨制剂沉积半导体层。具有230 nm厚的SiO_2栅绝缘层的器件显示出优异的输出电流-电压特性，具有低于2 V的早期饱和电压、恒定的饱和电流和极低的饱和电压与栅场的依赖性。这些器件的工作原理明显不同于传统的欧姆接触场效应晶体管（FET），并使用源极-栅极晶体管（SGT）的概念进行解释，其中在反向偏置肖特基源极势垒下的半导体被耗尽，导致低电压夹断和漏极电流饱和。在不同的温度和栅极电压下提取包括激活能的器件参数，以估计不同电极材料的肖特基势垒高度，从而建立晶体管性能-势垒高度关系。使用二维薄膜近似的器件结构在不同的肖特基势垒高度进行数值模拟。在没有任何可调参数的情况下，仅假设晶体管沟道的p掺杂较低，建模数据显示出与测量数据非常好的相关性。从实验和模拟结果，它的结论是，源极势垒控制的纳米线晶体管具有良好的潜在优势，与标准FET相比，包括缓解短沟道效应，在器件工作电流器件沟道长度变化的不敏感性，更高的开/关比，更高的增益，更低的功耗和更高的操作速度的解决方案可加工和可印刷的纳米线电子产品。
2015-12-28 cond-mat.mes-hall
Development of large scale CVD grown two dimensional materials for field-effect transistors, thermally-driven neuromorphic memory, and spintronics applications
本研究优化盐辅助CVD法合成二维TMDCs，提出无腐蚀转移技术，制备出高性能场效应晶体管、多级神经形态存储器，并结合理论模拟探究其在自旋电子学的应用，推动二维材料用于下一代电子器件。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall
Microwave driven arbitrary coupling between trapped charge resonances in a silicon single electron transistor
在量子计算中，信息由必须相干耦合单独量子位的门处理。在许多系统中，量子位是自然耦合的，但这种始终在线的相互作用限制了可以实现的算法。耦合相互作用还可以在设置有附加控制布线的设备和电路中被引导。这可以通过调节半导体器件中的栅极电压或超导器件中的附加通量来实现。这样的控制信号必须被精确地施加（限制速度），并且附加的布线为噪声提供了路径，这导致去相干。在这里，我们展示了另一种方法来耦合利用退化掺杂硅晶体管的非线性行为。单个晶体管可以表现出大量的个体谐振，这些谐振被视为直流偏置器件的源极-漏极电流的变化。由于这些谐振的高品质因数，可以在频率空间中解决这些谐振。通过确保第三频率对应于两个单独共振之间的差异，在三频光谱中解决并耦合两个广泛分离的共振。非线性导致产生具有适当频率和相位关系的额外驱动信号以确保耦合，从而产生可用于快速状态操纵和门操作的额外光谱特征。
2010-03-10 cond-mat.mes-hall
The Ferroelectric Superconducting Field Effect Transistor
本研究在1开尔文以下低温工作的Fe-JoFET中发现铁电性，其基于InAsOI平台制造且用HfO₂作栅极绝缘体，表现出滞后现象，可作为低温超导存储单元且具温度容错性，为混合超导-半导体系统研究及应用提供新方向。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Physical Study by Surface Characterizations of Sarin Sensor on the Basis of Chemically Functionalized Silicon Nanoribbon Field Effect Transistor
采用Kelvin探针力显微镜（KPFM）和ToF-SIMS对基于化学功能化硅纳米晶体管场效应晶体管（SiNR-FET）的有机磷气体探测器进行了表面表征，并与器件的电流-电压特性变化进行了关联。FET上的KPFM测量允许（i）研究极化器件的接触电势差（CPD）分布作为栅极电压和暴露于OP迹线的函数，以及（ii）分析与表面上的移动离子的存在相关的CPD滞后。由于侧电容效应，KPFM在硅纳米颗粒上测量的CPD被校正，以确定真实的定量表面电位。与宏观开尔文探针（KP）实验在较大的表面进行了比较。这两种方法在数量上是一致的。在OP传感器移植后观察到CPD值的重要增加（在+399 mV和+302 mV之间），对应于功函数的降低，并且测量到暴露于OP后的较弱变化（在-14 mV和-61 mV之间）。通过ToF-SIMS的分子成像揭示SiNR-FET暴露后OP的存在。OP分子基本上位于Si-NR上，证实了OP传感器的有效性和选择性。一个原型暴露于沙林蒸汽，并成功地检测到低蒸汽浓度（40 ppm）。
2016-05-20 cond-mat.mes-hall
Topological-Insulator Heterophase Gate Stacks for Transistor Electrostatics
Gwangju Institute of Science and Technology（光州科学技术院）；Ulsan National Institute of Science and Technology（蔚山科学技术院）；Aalto University（阿尔托大学）；VTT Technical Research Centre of Finland Ltd.（芬兰技术研究中心有限公司）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Korea Research Institute of Chemical Technology（韩国化学技术研究所）；OtaNano-Nanomicroscopy Center, Aalto University（阿尔托大学奥塔纳米显微镜中心）；Yonsei University（延世大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Seoul National University（首尔国立大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
本文通过将拓扑绝缘体Bi2Se3表面转化为绝缘BiF3来工程化栅极侧屏蔽边界，尽管电容略有降低，但MoS2晶体管实现了近热离子开关和约七倍更低的漏致势垒降低，为晶体管静电控制提供了新设计维度。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical characterization of fully encapsulated ultra thin black phosphorus-based heterostructures with graphene contacts
半导体少层黑磷具有有限的禁带宽度和高的迁移率，这为该材料在未来的二维电子器件中的应用提供了诱人的前景。在这里，我们展示了第一次完全封装的双（双层）黑磷场效应晶体管在范德华异质结，以排除其稳定性和退化的问题，限制了他们的应用潜力。在我们的器件架构中引入单层石墨烯用于单原子厚的共形源极-漏极电极，使得化学惰性的氮化硼电介质能够紧密密封黑磷表面。这种架构，一般适用于其他敏感的二维晶体，结果在高真空和环境条件下，在稳定的传输特性是无滞后和相同的。值得注意的是，我们的石墨烯电极导致接触不受电子发射的支配，解决了技术相关的双端场效应晶体管几何结构中肖特基势垒限制传输的问题。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Single electron tunneling with "slow" insulators
电子输运理论中的介电范式与假设绝缘体的介电常数为常数、无时间色散的事实有关。我们考虑到“慢”的极化动力学的介质层中的隧道势垒中的波动电场引起的单电子隧穿事件和研究运输中的单电子晶体管（SET）。这里，“慢”电介质意味着与SET充放电效应的特征时间尺度相比慢。我们发现，对于足够强的极化率，使岛上的感应电荷是可比的元电荷，输运性质的SET大大偏离已知的结果输运理论的SET。特别地，在有限温度下，库仑阻塞更明显，电导峰改变其形状，并且电流-电压特性显示记忆效应（滞后）。然而，与具有铁电隧道结的SET相比，这里栅极电压中的电导的周期性没有被打破，相反，周期强烈地取决于栅极电介质的极化率。我们揭示了微扰效应的精细结构，其中“大”的磁滞回线可能包括一些“小”的回线。我们还预测了记忆效应的电流-电压特性$I(V)$，与$I(V)\neq -I(-V)$。
2015-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Two-Dimensional Electron Gas at the Interfaces of Ferroelectric Potassium Tantalate Niobates
该研究在非晶LAO/铁电钽铌酸钾界面构建可调2DEG，实现低温下具有滞后与非易失电场调制的金属导电态。
2025-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductance of a SET with a retarded dielectric layer in the gate capacitor
研究了在栅电容中加入铁电（或电介质）层的单电子晶体管的电导。我们假设铁电体（FE）具有任意弛豫时间的延迟响应。我们发现，在“快速”的情况下，但仍然延迟响应的FE（电介质）层的库仑阻塞效应的额外贡献出现导致抑制SET电导。我们考虑使用蒙特卡罗模拟的FE（电介质）极化的波动。对于“快”FE，这些波动部分抑制了附加的库仑阻塞效应。使用蒙特卡罗模拟，我们研究了从“快”到“慢”FE的过渡。对于高温，SET电导的峰值几乎与FE弛豫时间无关。对于接近FE居里温度的温度，电导峰值非单调地取决于FE弛豫时间。当FE弛豫时间为SET放电时间的量级时，出现最大值。在居里点以下，电导峰值随FE弛豫时间的增加而减小。电导显示在低于FE转变点的温度下对于任何FE弛豫时间的滞后行为。我们表明，电导滞后是强大的FE内部波动。
2015-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
