摘要： 8月科學(xué)教育網(wǎng)小李來(lái)為大家講解下。kangte，康特城堡干紅葡萄酒這個(gè)很多人還不知道,現(xiàn)在讓我們一起來(lái)看看吧！基于MOCVD生長(zhǎng)的2D層狀Ge研究背景范德華(vdW)異質(zhì)結(jié)器件可以...

8月科學(xué)教育網(wǎng)小李來(lái)為大家講解下。kangte，康特城堡干紅葡萄酒這個(gè)很多人還不知道,現(xiàn)在讓我們一起來(lái)看看吧！

基于MOCVD生長(zhǎng)的2D層狀Ge

研究背景

范德華(vdW)異質(zhì)結(jié)器件可以發(fā)揮許多有趣的物理現(xiàn)象，例如激子動(dòng)力學(xué)、界面電荷轉(zhuǎn)移和莫爾結(jié)構(gòu)中的超導(dǎo)性。最近，基于密度泛函理論(DFT)的高通量計(jì)算預(yù)測(cè)，可能存在一千多個(gè)候選晶體以二維層狀材料(2DLM)的形式存在。然而，候選材料中只有不到一百個(gè)2DLM可供合成。因此，仍有很多機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)新的2DLM，并且可以通過(guò)vdW堆疊從新的2DLM生成vdW異質(zhì)結(jié)的各種組合。對(duì)于實(shí)現(xiàn)這些vdW異質(zhì)結(jié)的器件應(yīng)用，在相鄰材料的結(jié)處產(chǎn)生的能帶偏移工程很重要，因?yàn)関dW異質(zhì)結(jié)器件的光電性質(zhì)，例如載流子遷移率、亞閾值擺幅和復(fù)合率，可以根據(jù)能帶偏移的范圍進(jìn)行調(diào)制。因此，建立2D vdW材料組庫(kù)不僅在擴(kuò)展能帶偏移譜方面發(fā)揮了不可或缺的作用，而且在基礎(chǔ)材料研究之外為器件應(yīng)用的各種方法架起了橋梁。IV族金屬硫族化合物家族（IV族金屬=Ge、Sn/硫族元素=S、Se、Te）在過(guò)去幾年中被積極報(bào)道為寬帶隙2D vdW材料。根據(jù)硒化鍺相的能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算，Ge4Se9尚未被報(bào)道以2D vdW形式生長(zhǎng)，但它仍然是一種有趣的材料，因?yàn)樗cMoS2表現(xiàn)出小的能帶偏移。vdW異質(zhì)結(jié)器件的這種小能帶偏移可以引起具有大遲滯窗口的界面電荷轉(zhuǎn)移。因此，Ge4Se9有望成為基于能帶偏移工程設(shè)計(jì)vdW異質(zhì)結(jié)器件功能的重要組成部分，包括具有大動(dòng)態(tài)范圍和線(xiàn)性權(quán)重可調(diào)性的人工突觸器件。

成果介紹

有鑒于此，近日，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)高等研究院（KAIST）Kibum Kang，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院(KIST)Joon Young Kwak和韓國(guó)化學(xué)技術(shù)研究院（KRICT）Taek-Mo Chung（共同通訊作者）等合作首次介紹了2D層狀Ge4Se9的IV族金屬硫族化合物，可作為絕緣vdW材料的新選擇。本文使用液態(tài)Ge前驅(qū)體在240℃下使用MOCVD系統(tǒng)合成了具有矩形形狀的2D層狀Ge4Se9。通過(guò)堆疊Ge4Se9和MoS2，本文制造了vdW異質(zhì)結(jié)器件，通過(guò)掃描±80 V的背柵范圍，具有129 V的巨大存儲(chǔ)窗口。柵極無(wú)關(guān)的衰減時(shí)間表明，大遲滯是由界面電荷轉(zhuǎn)移引起的，這源于低能帶偏移。此外，觀(guān)察到2,250個(gè)脈沖的可重復(fù)電導(dǎo)變化，增強(qiáng)和抑制曲線(xiàn)的低非線(xiàn)性值分別為0.26和0.95。MoS2/Ge4Se9器件的工作能耗約為15 fJ，圖像分類(lèi)的學(xué)習(xí)精度達(dá)到88.3%，進(jìn)一步證明了作為人工突觸的巨大潛力。文章以“Large Memory Window of van der Waals Heterostructure Devices Based on MOCVD-Grown 2D Layered Ge4Se9”為題發(fā)表在頂級(jí)期刊Advanced Materials上。

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