物理系研究成果獲登Nature:利用剖面型掃描穿隧顯微能譜術參與合作
臺灣大學物理系教授邱雅萍研究團隊(碩士生楊子良、博士黃柏超)參與香港大學 (Prof. Lain-Jong Li)、澳洲New South Wales大學(Prof. Sean Li)等團隊的研究工作(High-κ perovskite membranes as insulators for two-dimensional transistors),此研究成果已正式發表在2022年5月的Nature期刊。
研究的突破性和新穎性,是研究團隊使用可轉移的高介電鈣鈦礦薄膜(SrTiO3),成功使二硫化鉬(MoS2)二維材料電晶體的電容等效厚度(Capacitance Equivalent Thickness, CET)達到次奈米尺度,並且達成短通道MoS2 場效電晶體的SS因子(Subthreshold-swing)紀錄最低值(79mV/dec)。鈣鈦礦有多元的材料選擇性及成熟的製作技術,其可轉移的特性,在此研究中成功提升短通道二維材料電晶體的表現,也為未來元件三維整合提供一條新的路徑。
邱雅萍教授研究團隊利用剖面掃描穿隧顯微術(cross-sectional STM),檢測該元件介面處的高解析(sub-1nm)電子結構資訊。藉由分析鈣鈦礦薄膜(SrTiO3)與二維材料(MoS2)及其與電極之間的特徵態密度(density of states),提供該元件介面處的高解析(sub-1nm)電子結構資訊,展示可轉移的鈣鈦礦薄膜(SrTiO3)介面電性的二維特質。
這是國際上首次利用剖面型掃描穿隧顯微術檢測二維材料電晶體,提供原子級介面處電子結構的直接證據。未來將繼續利用這項關鍵檢測技術,探討低維度半導體電晶體關鍵介面科學相關課題。
本研究成果已於2022年5月11日發表於Nature:https://www.nature.com/articles/s41586-022-04588-2。