用于pMOS晶体管的2D Material TMD通道+ 2D Material TMNH介质
摘要
“利用第一性原理计算，我们研究了六种过渡金属氮化卤化物(TMNHs): HfNBr, HfNCl, TiNBr, TiNCl, ZrNBr和ZrNCl作为过渡金属二卤族化物(TMD)通道晶体管的潜在范德华斯(vdW)介质。我们计算了剥离能和本体声子能，发现六个TMNHs是可剥离的和热力学稳定的。我们计算了单层和体TMNHs在面内和面外方向上的光学和静态介电常数。在单层中，平面外介电常数为5.04 (ZrNCl) ~ 6.03 (ZrNBr)，而平面内介电常数为13.18 (HfNBr) ~ 74.52 (tinl)。结果表明，TMNHs的带隙范围为1.53 eV (TiNBr) ~ 3.36 eV (HfNCl)，亲和性范围为4.01 eV (HfNBr) ~ 5.60 eV (tinl)。最后，我们估算了6个TMNH单层介质和5个单层通道tmd (MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2和WSe2)的晶体管的介电泄漏电流密度。对于p-MOS TMD通道晶体管，30种组合中有19种比单层六方氮化硼(hBN)(一种著名的vdW电介质)具有更小的泄漏电流。预测了以HfNCl为栅极介质的p-MOS WS2晶体管的最小单层漏电流为2.14*10-9 A/cm2。HfNBr, HfNCl, ZrNBr和ZrNCl也预计在某些p-MOS TMD晶体管中产生小泄漏电流。”
作者: Mehrdad Rostami Osanloo, Ali Saadat, Maarten L. Vande Put, Akash Laturiab和William G. Vandenberghe。德克萨斯大学达拉斯分校2021年。
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