High electron mobility and quantum oscillations in non-encapsulated ultrathin semiconducting Bi2O2Se

材料科学 电子迁移率 石墨烯 带隙 化学气相沉积 纳米技术 制作 异质结 纳米化学 晶体管 场效应晶体管 半导体 光电子学 电压 电气工程 病理 工程类 医学 替代医学
作者
Jinxiong Wu,Hongtao Yuan,Mengmeng Meng,Cheng Chen,Yan Sun,Zhuoyu Chen,Wenhui Dang,Congwei Tan,Yujing Liu,Jianbo Yin,Yubing Zhou,Shaoyun Huang,H. Q. Xu,Yi Cui,Harold Y. Hwang,Zhongfan Liu,Yulin Chen,Binghai Yan,Hailin Peng
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Springer Nature]
卷期号:12 (6): 530-534 被引量:584
标识
DOI:10.1038/nnano.2017.43
摘要

Air-stable, non-encapsulated Bi2O2Se ultrathin films grown by chemical vapour deposition display high electron mobility and exceptional semiconducting transport properties, making the observation of quantum oscillations possible and suggesting potential applications in electronics. High-mobility semiconducting ultrathin films form the basis of modern electronics, and may lead to the scalable fabrication of highly performing devices. Because the ultrathin limit cannot be reached for traditional semiconductors, identifying new two-dimensional materials with both high carrier mobility and a large electronic bandgap is a pivotal goal of fundamental research1,2,3,4,5,6,7,8,9. However, air-stable ultrathin semiconducting materials with superior performances remain elusive at present10. Here, we report ultrathin films of non-encapsulated layered Bi2O2Se, grown by chemical vapour deposition, which demonstrate excellent air stability and high-mobility semiconducting behaviour. We observe bandgap values of ∼0.8 eV, which are strongly dependent on the film thickness due to quantum-confinement effects. An ultrahigh Hall mobility value of >20,000 cm2 V−1 s−1 is measured in as-grown Bi2O2Se nanoflakes at low temperatures. This value is comparable to what is observed in graphene grown by chemical vapour deposition11 and at the LaAlO3–SrTiO3 interface12, making the detection of Shubnikov–de Haas quantum oscillations possible. Top-gated field-effect transistors based on Bi2O2Se crystals down to the bilayer limit exhibit high Hall mobility values (up to 450 cm2 V−1 s−1), large current on/off ratios (>106) and near-ideal subthreshold swing values (∼65 mV dec–1) at room temperature. Our results make Bi2O2Se a promising candidate for future high-speed and low-power electronic applications.
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
古琴残梦关注了科研通微信公众号
刚刚
刚刚
刚刚
1秒前
xtq完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
善学以致用应助马登采纳,获得10
2秒前
森女关注了科研通微信公众号
2秒前
调研昵称发布了新的文献求助10
3秒前
追风少年应助wsgdhz采纳,获得10
3秒前
香蕉觅云应助镹氿采纳,获得10
4秒前
柠檬柠檬完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
烛畔旧盟完成签到,获得积分10
6秒前
小柒发布了新的文献求助10
6秒前
Owen应助Puokn采纳,获得10
6秒前
枫叶发布了新的文献求助10
7秒前
大观天下发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
lcm完成签到,获得积分20
8秒前
刘田发布了新的文献求助30
9秒前
斯文败类应助科研螺丝采纳,获得10
9秒前
aaa关闭了aaa文献求助
9秒前
9秒前
hjaxii发布了新的文献求助10
9秒前
morichoc完成签到,获得积分10
9秒前
和谐白云完成签到,获得积分10
10秒前
花凉发布了新的文献求助10
10秒前
ardejiang发布了新的文献求助10
11秒前
和功耗过高完成签到,获得积分20
11秒前
Veronica完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
李健应助惜海采纳,获得10
12秒前
Aurora完成签到,获得积分10
12秒前
失眠的缘郡完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
婷宝应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 500
Communist propaganda: a fact book, 1957-1958 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 3170569
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2821667
关于积分的说明 7935825
捐赠科研通 2482104
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1322285
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 633607
版权声明 602608