与场效应晶体管相结合可以实现外界应力对器件
发布时间:2019-01-20 00:38

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  《中国科学院院刊》(中文版)是中国科学院主办的以战略与决策研究为主的科技综...

  《科学通报》是自然科学综合性学术刊物,力求及时报道自然科学各领域具有创新性...

  覆盖数学、物理、化学、生命科学、地球科学、信息科学、技术科学与天文学等学科...

  年Geim等人第一次在实验室得到单层石墨烯以来,二维材料的出现为传感器领域的进一步发展提供了可能,相对于传统的三维材料,二维材料的层状结构决定了其器件厚度可以达到单原子层,为实现更轻、更薄、体积更小的电子器件提供了可能。相较于其他二维材料,以单层二硫化钼(MoS2)为代表的二维半导体TMDs材料由于其优异的半导体性能(高开关比、迁移率)、合适的带隙宽度、高稳定性等特点使其在电子器件应用中展现出优势。除此之外,二硫化钼所具有的良好的电学、光学、机械性能以及异乎寻常的比表面积都为其在传感器应用领域铺平了道路。单层二硫化钼具有1.8 eV的带隙,理论计算表明在室温下迁移率和电流开关比分别可达到约410 cm2/Vs和109,为其场效应晶体管器件应用于多功能集成电路系统提供了可能。尽管二硫化钼本身具有众多优异的性能,满足未来传感器件在微型化、易于集成、轻薄等方面的需求,但是受制于其本身的压阻、压电效应都不明显,若利用简单的两端器件作为应力传感器,其灵敏度低是不可忽略的事实,因此选用能与二硫化钼场效应晶体管性能相匹配的材料以实现其传感功能至关重要。压电材料作为一种可以直接将外界力学信号转化成电学信号的材料,与场效应晶体管相结合可以实现外界应力对器件输运特性的调控。近日,中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员孙其君、中科院外籍院士王中林以及中科院物理研究所研究员张广宇的研究团队利用驻极体材料与二硫化钼场效应晶体管的结合实现了对器件的静态

  动态双调控。赵静等研究人员利用驻极体材料(聚偏二氟乙烯-三氟乙烯,PVDF-TrFE)的压电-驻极体特性,作为栅极分别实现在不同极化电压、应变情况下对单层二硫化钼场效应晶体管的静态、动态调控,得到具有高灵敏度、快速响应时间、长寿命的应力传感器。相较于其他基于场效应晶体管的传感器件,这种利用压电材料本身在应力作用下可直接提供栅极电压的特性,器件工作过程中无需外接栅极电源,从而实现了应力对器件的直接驱动,有效降低了能耗,也为将来无源器件的发展提供了新的思路,同时为其后续在触摸屏、人造电子皮肤等领域的应用提供了可能。相关研究成果以