8、下一代纳米器件：从二硫化钼到异质阶梯形栅TFET的性能探索

下一代纳米器件：从二硫化钼到异质阶梯形栅TFET的性能探索

1. 二硫化钼的特性与应用

1.1 基本特性

二硫化钼（MoS₂）与硅相比，迁移率较低，在30 - 60 cm²/Vs之间，而硅的迁移率为1000 cm²/Vs。不过，二硫化钼具有较高且可变的带隙，达到1.9eV，而硅的带隙为1.1eV。这种独特的性质使得二硫化钼在不同领域具有更有效的应用。

1.2 应用领域

由于其独特的性质和结构设计，二硫化钼在生物传感、光电子学和其他能源应用中得到了广泛应用。将MoS₂材料用作MOSFET晶体管的通道时，可以提高其电流传导性。同时，它还能降低泄漏电流，克服短沟道效应，从而在生物传感器应用中发挥高灵敏度的作用。

1.3 材料对比

在材料对比方面，MX₂型材料的电流传导率比WX₂型材料高。这主要是由材料类型及其特性决定的。

2. 异质阶梯形栅TFET的研究

2.1 TFET的背景与优势

在过去几年中，隧穿场效应晶体管（TFET）被认为是物联网和移动电子设备领域中MOSFET的替代品。MOSFET的主要缺点是其亚阈值摆幅（SS）受限于60mV/decade，这是由于载流子遵循热发射现象。而TFET通过带间隧穿现象可以轻松克服这一限制，具有更尖锐的亚阈值摆幅和较低的泄漏电流特性。

2.2 TFET的缺点与改进

然而，TFET也存在两个缺点：一是其导通电流比MOSFET低；二是在漏极到沟道结处也会发生带间隧穿现象，导致与MOSFET相比，其双极电流更高。为了改善这种双极电流，人们提出了许多方法，如源极栅极/漏极栅