基于范德华异质结高性能器件应用的最新综述

自石墨烯被发现以来,二维材料一直是物理学和电子学领域的研究热点。由于限域效应,二维材料中的电子只能在一个平面上运动,这使得二维材料的电子能带结构具有独特的性质,并在高性能器件应用上表现出巨大的潜力。近年来,研究人员发现可以利用转移堆垛的技术将二维材料沿着垂直平面方向制备成各种异质结构。层间较弱的范德华力使得研究人员可以任意垂直堆叠二维材料而无晶格失配。因此,就像玩乐高一样,人们可以根据特定的需求选择合适的二维材料构筑出自然界中不存在的材料体系。而二维材料家族拥有众多性质迥异的成员,例如半金属的石墨烯、半导体型过渡金属硫族化合物、绝缘体的氮化硼、铁磁性的碘化铬和铁锗碲,以及各类拓扑材料等,这为各类新功能、新原理和新结构的原子/纳米尺度异质结器件的研究提供了一个巨大的宝库。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

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近日,南京大学物理学院的缪峰教授课题组以“Van der Waals Heterostructures for High-Performance Device Applications: Challenges and Opportunities”为题发表了综述文章(缪峰课题组主页:https://nano.nju.edu.cn),该综述首先介绍了垂直范德华异质结区别于传统异质结的独特性质,并且探讨了范德华异质结如何为新结构、新原理、高灵敏和低功耗器件应用带来前所未有的发展机会。接下来,文章系统地回顾了基于范德华异质结构的垂直场效应晶体管、红外光电探测器和自旋电子存储器/晶体管等的最新研究进展。最后,文章探讨了实现低功耗、高性能和多功能的范德华异质结器件所面临的若干重大挑战,并对基于电荷、自旋和光子等自由度相互耦合工作原理的多功能异质结器件的发展前景做出了展望。(来源wiley材料中国)

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