Ferroelectric gating of two-dimensional semiconductors for the integration of steep-slope logic and neuromorphic devices

材料科学 神经形态工程学 二硒化钨 铁电性 二硒醚 光电子学 晶体管 负阻抗变换器 半导体 电容 纳米技术 电介质 电气工程 计算机科学 电压 化学 电极 工程类 生物化学 物理化学 机器学习 电压源 人工神经网络 冶金 过渡金属 催化作用
作者
Sadegh Kamaei,Xia Liu,Ali Saeidi,Yingfen Wei,Carlotta Gastaldi,Juergen Brügger,Adrian M. Ionescu
出处
期刊:Nature electronics [Nature Portfolio]
卷期号:6 (9): 658-668 被引量:60
标识
DOI:10.1038/s41928-023-01018-7
摘要

The co-integration of logic switches and neuromorphic functions could be used to create new computing architectures with low power consumption and novel functionalities. Two-dimensional (2D) semiconductors and ferroelectric materials could be potentially used to make such devices, but integrating them on the same platform is challenging. Here we show that the 2D semiconductor tungsten diselenide and 2D/2D heterostructures of tungsten diselenide/tin diselenide can be integrated with doped high-k ferroelectric (silicon-doped hafnium oxide) and high-k dielectric gate stacks. With this single platform, four types of logic switch—2D metal–oxide–semiconductor field-effect transistors (FETs), 2D/2D tunnel FETs, negative-capacitance 2D FETs and negative-capacitance 2D/2D tunnel FETs—can be created. The negative-capacitance tungsten diselenide/tin diselenide tunnel FET exhibits an average subthreshold swing of 55 mV dec–1 over four decades of current, and the negative-capacitance tungsten diselenide FET exhibits an average subthreshold swing of 50 mV dec–1 over three decades. The shared ferroelectric gate stacks on 2D devices can also be exploited to create co-integrated artificial synapses for neuromorphic computing. A platform that integrates a ferroelectric gate and two-dimensional heterostructure of tungsten diselenide and tin diselenide can operate in various gating modes, demonstrating typical transistor, steep-slope transistor and synaptic behaviours.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ZHANG完成签到 ,获得积分10
刚刚
科研通AI2S应助LZQ采纳,获得10
3秒前
001完成签到 ,获得积分10
3秒前
研友_LN7bvn完成签到,获得积分10
3秒前
小糊涂完成签到 ,获得积分10
5秒前
王建平完成签到 ,获得积分10
11秒前
俭朴的八宝粥完成签到,获得积分10
16秒前
hou2012完成签到,获得积分10
18秒前
所有与弦的梦完成签到,获得积分10
21秒前
当女遇到乔完成签到 ,获得积分10
26秒前
song完成签到 ,获得积分10
29秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
34秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
34秒前
Er魁完成签到 ,获得积分10
35秒前
asdwind完成签到,获得积分10
39秒前
42秒前
Research完成签到 ,获得积分10
49秒前
同學你該吃藥了完成签到 ,获得积分10
49秒前
kang完成签到 ,获得积分10
52秒前
JF完成签到,获得积分10
53秒前
慧慧完成签到 ,获得积分10
56秒前
落忆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Xixi_yuan完成签到,获得积分10
1分钟前
Alone离殇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
奋斗雅香完成签到 ,获得积分10
1分钟前
mmm完成签到 ,获得积分10
1分钟前
bird完成签到,获得积分10
1分钟前
关中人完成签到,获得积分10
1分钟前
高兴大白菜真实的钥匙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
舒适的天奇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
laohu完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
善良的冰颜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
abcdefg发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
The First Nuclear Era: The Life and Times of a Technological Fixer 500
岡本唐貴自伝的回想画集 500
Distinct Aggregation Behaviors and Rheological Responses of Two Terminally Functionalized Polyisoprenes with Different Quadruple Hydrogen Bonding Motifs 450
Ciprofol versus propofol for adult sedation in gastrointestinal endoscopic procedures: a systematic review and meta-analysis 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3671320
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3228175
关于积分的说明 9778742
捐赠科研通 2938431
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1610011
邀请新用户注册赠送积分活动 760503
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 736020