Van der Waals polarity-engineered 3D integration of 2D complementary logic

范德瓦尔斯力 半导体 兴奋剂 极性(国际关系) 晶体管 材料科学 光电子学 异质结 反铁磁性 纳米技术 逻辑门 缩放比例 场效应晶体管 凝聚态物理 化学物理 物理 化学 电气工程 电压 分子 量子力学 生物化学 细胞 几何学 工程类 数学
作者
Yimeng Guo,Jiangxu Li,Xuepeng Zhan,Chunwen Wang,Min Li,Biao Zhang,Zirui Wang,Yue‐Yang Liu,Kaining Yang,Hai Wang,Wanying Li,Pingfan Gu,Zhaoping Luo,Yingjia Liu,Peitao Liu,Bo Chen,Kenji Watanabe,Takashi Taniguchi,Xing‐Qiu Chen,Chengbing Qin,Jiezhi Chen,Dongming Sun,Jing Zhang,Runsheng Wang,Jianpeng Liu,Yu Ye,Xiuyan Li,Yanglong Hou,Wu Zhou,Hanwen Wang,Zheng Han
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:630 (8016): 346-352 被引量:1
标识
DOI:10.1038/s41586-024-07438-5
摘要

Abstract Vertical three-dimensional integration of two-dimensional (2D) semiconductors holds great promise, as it offers the possibility to scale up logic layers in the z axis 1–3 . Indeed, vertical complementary field-effect transistors (CFETs) built with such mixed-dimensional heterostructures 4,5 , as well as hetero-2D layers with different carrier types 6–8 , have been demonstrated recently. However, so far, the lack of a controllable doping scheme (especially p-doped WSe 2 (refs. 9–17 ) and MoS 2 (refs. 11,18–28 )) in 2D semiconductors, preferably in a stable and non-destructive manner, has greatly impeded the bottom-up scaling of complementary logic circuitries. Here we show that, by bringing transition metal dichalcogenides, such as MoS 2 , atop a van der Waals (vdW) antiferromagnetic insulator chromium oxychloride (CrOCl), the carrier polarity in MoS 2 can be readily reconfigured from n- to p-type via strong vdW interfacial coupling. The consequential band alignment yields transistors with room-temperature hole mobilities up to approximately 425 cm 2 V −1 s −1 , on/off ratios reaching 10 6 and air-stable performance for over one year. Based on this approach, vertically constructed complementary logic, including inverters with 6 vdW layers, NANDs with 14 vdW layers and SRAMs with 14 vdW layers, are further demonstrated. Our findings of polarity-engineered p- and n-type 2D semiconductor channels with and without vdW intercalation are robust and universal to various materials and thus may throw light on future three-dimensional vertically integrated circuits based on 2D logic gates.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
ured发布了新的文献求助10
3秒前
自觉白枫完成签到 ,获得积分10
5秒前
香蕉觅云应助647采纳,获得10
6秒前
123发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
自觉白枫关注了科研通微信公众号
10秒前
羊毛关注了科研通微信公众号
10秒前
爆米花应助迷人幻波采纳,获得10
11秒前
12秒前
huhdcid发布了新的文献求助10
12秒前
Kavin完成签到,获得积分10
13秒前
蛋白聚糖完成签到,获得积分10
15秒前
chelsey发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
zzzy完成签到 ,获得积分10
18秒前
完美世界应助Liam采纳,获得10
19秒前
蛋白聚糖发布了新的文献求助10
20秒前
慕冰蝶完成签到,获得积分20
24秒前
1234完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
26秒前
27秒前
李月月完成签到,获得积分10
27秒前
科研通AI2S应助哭泣的若翠采纳,获得10
27秒前
29秒前
29秒前
陈陈陈发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
ured发布了新的文献求助10
34秒前
abcde发布了新的文献求助10
35秒前
诗梦发布了新的文献求助20
36秒前
Noah完成签到,获得积分10
37秒前
令狐冲完成签到,获得积分10
39秒前
40秒前
虽动烟火完成签到,获得积分10
40秒前
42秒前
天天快乐应助慕冰蝶采纳,获得10
43秒前
45秒前
爆米花应助凶狠的妙柏采纳,获得10
47秒前
Qiang应助csy采纳,获得30
47秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 800
Essentials of thematic analysis 700
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Внешняя политика КНР: о сущности внешнеполитического курса современного китайского руководства 500
Revolution und Konterrevolution in China [by A. Losowsky] 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3124565
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2774891
关于积分的说明 7724521
捐赠科研通 2430358
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1291087
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 622052
版权声明 600297