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面向存储芯片的先进工艺中二维材料在存储器件中的应用从石墨烯到MoS2.docx
资料介绍
面向存储芯片的先进工艺中二维材料在存储器件中的应用从石墨烯到MoS2
——从原子级厚度到异质结的二维存储器件设计
引言
二维材料因其原子级厚度、优异的电学性能和灵活的材料组合，在存储器件领域展现出巨大的潜力。石墨烯的高导电性使其成为理想的电极材料，过渡金属硫族化物（如MoS₂）的半导体特性使其成为沟道材料的候选，六方氮化硼（h-BN）的绝缘特性使其成为隧道势垒层。二维材料的异质结通过堆叠不同的二维材料，可以实现多种功能的存储器件。本文系统分析面向存储芯片的先进工艺中二维材料在存储器件中的应用。
二维材料的特性
石墨烯
石墨烯的物理和电学特性：
1. 原子级厚度：石墨烯的单原子层厚度约0.35nm，是已知最薄的材料。
2. 高载流子迁移率：石墨烯的载流子迁移率约200,000cm²/Vs，是硅的100倍以上。
3. 高导电性：石墨烯的电阻率约10⁻⁶Ω·cm，低于铜，适合作为电极材料。
过渡金属硫族化物
MoS₂等过渡金属硫族化物的特性：
1. 可调带隙：MoS₂的带隙约1.8eV（单层）至1.2eV（多层），带隙随层数变化。
2. 高开关比：MoS₂晶体管的开关比可达10⁶以上，适合作为沟道材料。
3. 柔性：MoS₂的机械柔性好，适合柔性电子器件。
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