随着硅基晶体管缩小到原子尺寸,电流电子学的基本原理在很大程度上依赖于可调电荷自由度,在满足未来对速度、开关能量、散热、封装密度以及功能的要求方面面临着越来越大的挑战。异质集成,即不同的材料层和功能层在原子尺度上不受限制地堆叠,对下一代电子产品很有吸引力,如多功能、神经形态、自旋电子和超低功率设备,因为它解锁了不同功能的技术有用接口。最近,功能性钙钛矿氧化物和二维层状材料(2DLMs)的结合带来了意想不到的功能和增强的器件性能。鉴于此,新加坡南洋理工大学的Allen Jian Yang和王骁等从制备和界面性质、电子应用、挑战以及展望的角度回顾了钙钛矿氧化物和2DLMs的非均匀集成的最新进展。特别是三种有吸引力的应用,即场效应晶体管、记忆和神经形态电子学。范德华集成方法可扩展到其他氧化物和2DLMs,导致氧化物和2DLM的几乎无限组合,并有助于未来的高性能电子和自旋电子器件。
本文要点:
(1)旨在对基于2DLM钙钛矿氧化物异质结构的电子器件从晶体管到存储器和神经形态器件进行了全面的调查
(2)简要概述了钙钛矿氧化物的性质,并介绍了2DLM钙钛矿氧化物异质结构的制备技术及其界面性质。
(3)详细阐述了工作机制,并重点介绍了不同类型原型器件的代表性工作,这些原型器件分为MOSFET、非易失性存储器件和神经形态器件。
(4)最后概述了将这些设备应用于实际产品的挑战,并提出了对未来研究的展望。
Allen Jian Yang, Su-Xi Wang, Jianwei Xu, Xian Jun Loh, Qiang Zhu, and Xiao Renshaw Wang, Two-Dimensional Layered Materials Meet Perovskite Oxides: A Combination for High-Performance Electronic Devices, ACS Nano Article ASAP
DOI: 10.1021/acsnano.3c00429
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c00429