如何通过范德华力将高k钙钛矿氧化物与二维半导体成功集成以制造新型晶体管?

作者&投稿:夫友 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 创新突破:集成高κ钙钛矿氧化物与二维半导体的新型晶体管

在电子科技的前沿,全球科研团队持续探索新型材料在晶体管领域的潜力,二维半导体因其独特性能备受瞩目。然而,实现其在实际应用中的高效集成却面临挑战。最近,南洋理工大学、北京大学、清华大学和北京量子信息科学研究院的杰出团队,通过巧妙的范德华力技术,成功地将单晶滴定的高κ钙钛矿氧化物锶(一种卓越的SrTiO3)与二维半导体无缝融合,这一成果发表在权威期刊NatureElectronics上。



研究者WangXiaoRenshaw和AllenJianYang受2016年NatureMaterials上一项突破性研究的启发,他们开发了一种前所未有的方法,将通常被视为易碎的陶瓷钙钛矿薄膜转化为智能材料,能够灵活地转移到任意基板上,并与各类半导体材料无缝结合。他们突破了传统技术对钙钛矿氧化物与二维半导体之间晶格匹配度的限制,实现了低温、无氧环境下的高效集成。



作为钙钛矿氧化物中的明星材料,SrTiO3以其高介电常数展示了巨大潜力。然而,与不同原子结构的材料结合的难题一度阻碍了其广泛应用。Renshaw和Yang的创新,让这一难题迎刃而解,他们将钙钛矿氧化物生长在晶格匹配的氧化物基底上,再低温转移至二维半导体,实现了前所未有的集成性能。



在一系列关键技术突破的基础上,他们成功制造出n型和p型晶体管,其中MoS2晶体管在1V电源电压下展现出惊人的108开/关电流比,且亚阈值摆幅低至66mVdec-1。他们不仅突破了材料组合的限制,还优化了高k钙钛矿氧化物与MoS2的界面质量,为高性能晶体管的制造奠定了坚实基础。



研究人员的最新成果不仅体现在理论突破上,还体现在实际应用中。他们制造的晶体管被用于高性能、低功耗的互补金属氧化物半导体逆变器电路设计,预示着未来的微芯片和逻辑电路将更加节能。Renshaw和Yang展望未来,表示将进一步提升高κ钙钛矿氧化物的质量,降低晶体管和逻辑门的电源电压,同时致力于减少栅极泄漏,以提升整体设备的性能。



这一集成技术的突破性进展,无疑为电子器件的未来发展描绘了一幅充满潜力的蓝图,展现出集成高κ钙钛矿氧化物与二维半导体在新型晶体管领域的广阔前景。




为什么氯化氢比氟化氢沸点高
正确观点:氟化氢的沸点高于氯化氢。1、看晶体类型。氯化氢和氟化氢都是分子晶体。2、看范德华力。范德华力大小取决于分子量的大小,分子量越大,范德华力越大,则熔沸点越高。但是,在考虑分子晶体的熔沸点的同时,同时考虑氢键的存在,对于存在氢键的分子,它的熔沸点异常的高,因此不能用范德华...

范德华力和键能的本质区别。
原子间通过共用电子对(电子云的重叠)所形成的化学键,叫共价键 范德华力是存在于分子间的一种吸引力

范德华键和氢键有何特点和区别
范德华键特点:只存在于分子间,包括单原子分子;一般没有饱和性和方向性。两者的区别是 1、作用对象 范德华键:是分子间作用键,一般来说比较小,比较容易破坏。氢键:由于氢原子产生的键,两个分子之间由于某一个原子特别活泼,而对另一个分子中的氢原子产生了吸引力。2、形成原因不同 范德华键...

氖和水之间存在何种分子间作用力
氖和水之间存在范德华力。1、范德华力是存在于分子间的一种吸引力,它比化学键弱得多。一般来说,某物质的范德华力越大,则它的熔点、沸点就越高。对于组成和结构相似的物质,范德华力一般随着相对分子质量的增大而增强。2、范德华力也叫分子间力。分子型物质能由气态转变为液态,由液态转变为...

常见三种磁珠的使用原理
高浓度的盐离子能够有效屏蔽溶液中的静电斥力。同时,离液盐离子还能竞争性地与磁珠表面以及核酸分子相结合,破坏二者表面原有的水化层,促进磁珠表面与核酸分子的吸附(氢键+范德华力)。由于常用的离液盐如胍基离子对PCR有抑制作用,因此它们必须在后续的洗涤步骤中被去除,去除效果可通过吸光度比值进行...

分子间力有几种?各种力产生的原因是什么
分子间作用力通常指的是范德瓦尔斯力,其产生于分子间的静电相互作用。范德瓦尔斯力又可以分为三种:诱导力、色散力和取向力。诱导力:在极性分子的固有偶极诱导下,临近它的分子会产生诱导偶极,分子间的诱导偶极与固有偶极之间的引力,称为诱导力。色散力:非极性分子相互靠拢时,它们的瞬时偶极矩之间会...

粉体力学是什么?
颗粒间的静电力 颗粒间的静电力 ???磁性力 磁性力 ???颗粒表面不平引起的机械咬合力 颗粒表面不平引起的机械咬合力 34 粉体力学 大连理工大学流体与粉体工程研究设计所 刘凤霞 ??分子间的范德华力(van der Waals interaction force) 来源:取向力、诱导力和色散力 ??取向力 二个极性分子的固有偶极将同极相...

氢键与范德华力的区别
氢键与范德华力都是分子间,但在形成和结构上还是有区别的。1、形成不同 氢键:在蛋白质的a-螺旋的情况下是N-H…O型的氢键,DNA的双螺旋情况下是N-H…O,N-H…N型的氢键,因为这些结构是稳定的,所以这样的氢键很多。此外,水和其他溶媒是异质的,也由于在水分子间生成O-H—…O型氢键。因此...

范德华力的强弱影响物质的啥 氢键影响啥 化学键影响啥
范德华力就是分子间作用力,一般相对分子质量大作用力强,溶沸点高; 氢键主要存在于水、氨气、醇等物质,会使物质的沸点反常,如:按规律H2O的相对分子质量比H2S小,沸点要低,但水中有氢键,沸点反而比H2S高,注意,氢键是一种分子间作用力;化学键影响的是物质的化学性质,一般化学键越稳定,物质的...

为什么离子晶体中不含范德华力
原因如下:范德华力是分子化合物分子间的长距离的作用力,是存在于分子间的一种吸引力。一般来说,某物质的范德华力越大,则它的熔点、沸点就越高。对于组成和结构相似的物质,范德华力一般随着相对分子质量的增大而增强。离子晶体间是通过离子键作用的,键的长短比范德华力的作用距离短很多,不是一...

江阴市13433099997: 范德华力及其对物质的影响 -
詹行夫坦: 分子间作用力又被称为范德华力,按其实质来说是一种电性的吸引力,因此考察分子间作用力的起源就得研究物质分子的电性及分子结构.组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,克服分子间引力使物质熔化和汽化就需要更多的能量,熔、沸点越高.但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高.气体分子之间的距离较大,故分子间的相互作用较小;液体和固体的存在,正是分子间有互相吸引作用的证明;而液体、固体的难于压缩,又证明了分子间在近距离时表现出的排斥作用.

江阴市13433099997: 活性炭吸附气体的原理?它是否什么气体都吸附?吸附有什么特征的气体?一瓶活性炭能吸附多少瓶气体? -
詹行夫坦: 活性炭吸附气体的原理是采用具有优异吸附能力的物质利用分子间的范德华力将恶臭分子吸附于多孔性物质(吸附剂)中的除臭方法,除臭剂比表面大、孔容大,通常能吸附减少空气中恶臭浓度以达到除臭的目的.它主要是将这些具有强吸附能力的物质放置在臭气浓度较高的地方吸附空气中的H2S、硫醇等臭气组分以达到除臭的目的.活性炭以其巨大的比表面积具有吸附臭气的功能,放置在具有臭气场所,能够除异味,改善生活环境.作为浴室、废水缸、电冰箱等中的除臭剂,在活性炭与钛-硅氧化物、钛-锆氧化物混合干燥后,经由氢醌浸渍后就具有很强的吸附能力.活性炭中木屑碳由于比表面大,对人体无害,较适合应用于给水处理.

江阴市13433099997: 【】里是我要问的问题 范德华力及其对物质性质的影响因素: ⑴分子极性越大(结构高度对称、正极和负极 -
詹行夫坦: 对称性好,非极性就强.你理解对的.分子组成结构相同,就是指结构相似,如CH4与SiH4之间就是.

江阴市13433099997: 范德华力的具体概念 用法 -
詹行夫坦: 范德华力之一范德华力是存在于分子间的一种吸引力,它比化学键弱得多.一般来说,某物质的范德华力越大,则它的熔点、沸点就越高.对于组成和结构相似的物质,范德华力一般随着相对分子质量的增大而增强.范德华力之二范德华力...

江阴市13433099997: 高中化学 - 范德华力 -
詹行夫坦: 范德华力也叫分子间力,分子间力有三种来源,分子间力有三种来源,即色散力、诱导力和取向力涪郸帝肝郜菲佃十顶姜.极性比较大的分子,诱导力是主要的,极性越大,诱导力越强,所以极性大的分子,范德华力强,反之可是不成立啊;呵呵 参考资料:化学专业

江阴市13433099997: 如何根据热力学原理解释胶体体系的聚结不稳定和一定条件下的相对稳定 -
詹行夫坦: 你看看这个,看能看懂不 —————————————————————————————————————————— 溶胶体系具有很大的比表面及很高的表面能,属于热力学上不稳定体系,有降低表面能,自发聚结下沉的趋势.然而经过...

江阴市13433099997: 共价化合物为什么不都是由分子构成? -
詹行夫坦: 这个并不为什么,这是由物质的结构决定的.有些共价化合物中,原子间是通过共价键形成分子,然后分子再通过范德华力形成物质,这类晶体叫分子晶体;而有些是原子间通过共价键直接形成空间网状的晶体,这类晶体叫原子晶体.这些都是晶体结构方面的有关知识.

江阴市13433099997: 为什么发分子的极性越大,范德华力越大
詹行夫坦: 范德华力有三种来源,即色散力、诱导力和取向力.极性分子中取向力是主要的.取向力是分子的固有偶极间的作用力,它的大小与分子的极性和温度有关.极性分子的偶极矩愈大,取向力愈大;温度愈高,取向力愈小.

江阴市13433099997: 现有九种物质:①干冰;②金刚石;③晶体硫;④晶体硅;⑤过氧化钠;⑥二氧化硅晶体;⑦溴化铵;⑧氖;⑨ -
詹行夫坦: (1)②金刚石和④晶体硅是通过非极性键形成的原子晶体;②金刚石是熔点最高的晶体;①干冰是直线型分子,属于分子晶体;⑧氖是由单原子分子构成的分子晶体;⑤过氧化钠是含有非极性键的离子化合物;⑨金属铜是能导电的金属晶体;故...

江阴市13433099997: 能否根据键能的数据判断单质Si和化合物SiCl4的熔点高低? -
詹行夫坦: 不能,晶体类型不同,单质Si属于原子晶体,融化单质Si需要破坏其共价键,而化合物SiCl4是分子晶体,熔化化合物SiCl4则需破坏其分子间作用力(不破坏共价键),即范德华力.

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