基于栅极调控的隧穿二极管结构的二维半导体薄膜水平异质结隧道场效应晶体管

基本信息
批准号:61674152
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:刘伟
学科分类:
依托单位:中国科学院福建物质结构研究所
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:蔡倩,洪文婷,坚传勇,李静
关键词:
隧穿场效应晶体管二维半导体异质结隧穿二极管
结项摘要

Tunnel field-effect Transistors (TFETs) are considered the most promising post-CMOS switches, since they provide abrupt switching characteristics, i.e., small (<60 mV/decade) sub-threshold swing (SS), and hence enable ultra-small supply voltage Vdd and switching energy without compromising ON-OFF current ratio, which is un-achievable in conventional CMOS devices. However, it has been found extremely challenging to recover the expected TFET performance on bulk material platform, which results from 1) inefficient gate control leading to large tunnel barrier width and low ON-current; 2) large band gap leading to high tunnel barrier and low ON-current; 3) interface trap induced leakage current leading to large SS. Utilizing the emerging 2D materials for TFET application can potentially overcome these issues, because 2D materials have 1) sizable band gap and band alignment that allow staggered- or even broken-gap type heterojunction design and lowering of tunnel barrier height, 2) ultra-thin body that provides excellent gate control and hence lowers tunnel barrier width, and 3) pristine surface that greatly suppresses the trap generation. Therefore, it is very timely and necessary to explore 2D materials based TFETs at the present stage. The key objectives of the proposed work will be to demonstrate 2D material based high-performance tunnel FETs. Basic approaches that will be used include developing a two steps 2D heterojunction synthesis method, which not only allows the precise formation of the gate on the edge of junction but also provide a seamless junction with minimum defects. With the help of simulation and modeling, device structure can be designed and optimized to achieve high performance TFET devices for the first time.

隧道场效应晶体管(TFETs)被认为是最有前途的后CMOS器件。TFETs器件具有极低的工作电压以及不牺牲ON/OFF比的快速能量转换效率。然而由于传统半导体材料TFETs面临着众多问题,比如:弱的栅极调控能力;高禁带宽度导致的长隧穿距离和低工作电流;界面陷阱导致的漏电。因此使用传统材料难以制备出高性能的TFETs器件。然而利用二维材料可以巧妙的克服上述问题。比如利用二维材料异质结可显著降低载流子隧穿距离。另外二维材料表面没有悬空键可抑制了陷阱态的产生。结合二维材料优异的特性,我们的目标是研制基于栅极调控隧穿二极管结构的二维半导体水平异质结隧穿场效应晶体管。本项目提出的两步外延生长方法,不光可以突破水平结构隧穿场效应晶体管所要求的极其严格的栅极对准,而且可以实现材料的简并掺杂以及两种二维材料的无缝对接。辅以严格的理论计算与器件仿真,完全可以首次制备出高性能TFETs器件。

项目摘要

在二维硫族化合物生长、能带调控、金属与二维半导体接触、二维材料异质结生长与器件制备中以及电子隧穿效应器件工作取得了较大的进展。项目执行期内共正式发表SCI文章25篇,影响因子大于10的文章11篇。发展了一种以玻璃为基底的二维薄膜和异质结生长方法,同时生长了多种二维材料异质结,可以用于高灵敏度光电器件。同时在二维材料以及电子遂穿器件在能源方面取得了系列进展。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
2

结直肠癌肝转移患者预后影响

结直肠癌肝转移患者预后影响

DOI:10.3969 /j.issn.1002-266X.2016.23.023
发表时间:2016
3

异质环境中西尼罗河病毒稳态问题解的存在唯一性

异质环境中西尼罗河病毒稳态问题解的存在唯一性

DOI:10.16119/j.cnki.issn1671-6876.2017.04.001
发表时间:2017
4

计及焊层疲劳影响的风电变流器IGBT 模块热分析及改进热网络模型

计及焊层疲劳影响的风电变流器IGBT 模块热分析及改进热网络模型

DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.151503
发表时间:2017
5

黄土高原生物结皮形成过程中土壤胞外酶活性及其化学计量变化特征

黄土高原生物结皮形成过程中土壤胞外酶活性及其化学计量变化特征

DOI:10.13866/j.azr.2022.02.13
发表时间:2022

刘伟的其他基金

批准号:61703447
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30860294
批准年份:2008
资助金额:25.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:71372139
批准年份:2013
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:50572002
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:51505144
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21005048
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81300608
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31401829
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81703681
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30970904
批准年份:2009
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:21803062
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81502140
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50371085
批准年份:2003
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:81273701
批准年份:2012
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:59976010
批准年份:1999
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:59975089
批准年份:1999
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
批准号:21266021
批准年份:2012
资助金额:58.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41273019
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:50571098
批准年份:2005
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:51703039
批准年份:2017
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21402101
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31701264
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70241010
批准年份:2002
资助金额:4.00
项目类别:专项基金项目
批准号:50876035
批准年份:2008
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:81803659
批准年份:2018
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71602161
批准年份:2016
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61601069
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81770167
批准年份:2017
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:30500345
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81000261
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51604044
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900860
批准年份:2019
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31372211
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81000163
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51571187
批准年份:2015
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:21071090
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:31702204
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51736004
批准年份:2017
资助金额:292.00
项目类别:重点项目
批准号:51036003
批准年份:2010
资助金额:235.00
项目类别:重点项目
批准号:71401105
批准年份:2014
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30570882
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:31870746
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:51771198
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:58906447
批准年份:1989
资助金额:3.80
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81860607
批准年份:2018
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:10947124
批准年份:2009
资助金额:3.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51678368
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51274221
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:51471167
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:81671921
批准年份:2016
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:61503202
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51276071
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:49373164
批准年份:1993
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:70541009
批准年份:2005
资助金额:7.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51872052
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51604277
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:59205046
批准年份:1992
资助金额:4.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81571882
批准年份:2015
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:41101542
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81101415
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61662024
批准年份:2016
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31060209
批准年份:2010
资助金额:26.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31530040
批准年份:2015
资助金额:285.00
项目类别:重点项目
批准号:11601463
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31271431
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:30971429
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81302358
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81802934
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50908222
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400647
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:32000447
批准年份:2020
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21403113
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30770292
批准年份:2007
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:31470943
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:51875460
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41406201
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61001215
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30801470
批准年份:2008
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11172325
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51407015
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70872122
批准年份:2008
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:51877029
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21766018
批准年份:2017
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61871452
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:60672182
批准年份:2006
资助金额:20.00
项目类别:联合基金项目
批准号:31372256
批准年份:2013
资助金额:77.00
项目类别:面上项目
批准号:81502091
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50474087
批准年份:2004
资助金额:24.00
项目类别:联合基金项目
批准号:31600134
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50071062
批准年份:2000
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:11201234
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31602178
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71272219
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:41573030
批准年份:2015
资助金额:74.00
项目类别:面上项目
批准号:70472016
批准年份:2004
资助金额:14.80
项目类别:面上项目
批准号:51071095
批准年份:2010
资助金额:39.00
项目类别:面上项目
批准号:50671052
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:81603447
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30400137
批准年份:2004
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30471223
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:40972053
批准年份:2009
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:51709153
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81701981
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50978259
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:31901826
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21307124
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81071590
批准年份:2010
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:81471925
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:11874426
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:31171288
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11203088
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31460435
批准年份:2014
资助金额:55.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30500027
批准年份:2005
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11405127
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81272607
批准年份:2012
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:21302139
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81471424
批准年份:2014
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:11226253
批准年份:2012
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:51875125
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:50376015
批准年份:2003
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:40472056
批准年份:2004
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:31870967
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:11601106
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61101098
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50905041
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41603001
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51879290
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51108273
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31671434
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:31000591
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81671990
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51578555
批准年份:2015
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:70142021
批准年份:2001
资助金额:3.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11571147
批准年份:2015
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:71803149
批准年份:2018
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21102036
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61703331
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:90716015
批准年份:2007
资助金额:50.00
项目类别:重大研究计划
批准号:11404403
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11147122
批准年份:2011
资助金额:5.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30970498
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:51478271
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:50001005
批准年份:2000
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61705144
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81070651
批准年份:2010
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:71103190
批准年份:2011
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81270875
批准年份:2012
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:U1504504
批准年份:2015
资助金额:27.00
项目类别:联合基金项目
批准号:30471794
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:91960102
批准年份:2019
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:50971123
批准年份:2009
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:81500056
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11401289
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11001208
批准年份:2010
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21901095
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31801807
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61202173
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51108128
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61602292
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61201137
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50971077
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:11304209
批准年份:2013
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:38800033
批准年份:1988
资助金额:4.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81671518
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:61602053
批准年份:2016
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41601405
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81600053
批准年份:2016
资助金额:15.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81102749
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51305350
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51502041
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31872232
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:50801001
批准年份:2008
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51471092
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:30872694
批准年份:2008
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:U1404511
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:21707105
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81400457
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31670765
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11502304
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51605456
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61472228
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:30771090
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:51271177
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:31170937
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30970131
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41902007
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21773120
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:81400575
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

半导体异质结中量子隧穿寿命的研究

批准号:11805105
批准年份:2018
负责人:陶红帅
学科分类:A2502
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

低维异质结隧穿场效应晶体管界面问题研究与性质调控

批准号:61904052
批准年份:2019
负责人:吕亚威
学科分类:F0408
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
3

双自旋过滤和自旋极化隧道结的共振隧穿

批准号:50371102
批准年份:2003
负责人:赵见高
学科分类:E0107
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
4

铁磁/半导体双垒磁异质结生长及自旋共振隧穿特性研究

批准号:50402016
批准年份:2004
负责人:李炳生
学科分类:E0209
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目