Одним из путей дальнейшей миниатюризации элементов микроэлектроники является использование транзисторов с пленками двумерных материалов в качестве токонесущего канала. Однако предыдущие попытки реализации такого подхода не привели к желаемым результатам из-за большой плотности дефектов на интерфейсе 2D-полупроводник(MoS₂) — аморфный диэлектрик. В настоящей работе показана возможность создания перспективных транзисторных структур на основе гетеросистемы MoS₂/CaF₂ на Si(111). Изготовленные образцы полевых транзисторов демонстрировали первоклассные характеристики (крутизна ~ 90мВ/дек, отношение токов включения/выключения до 10⁷) [1] и достаточную надежность [2]. Это достигнуто за счет ультратонкого слоя кристаллического CaF₂ с поверхностью (111), обладающей минимумом свободной энергии (и потому стабильной) и ван-дер-ваальсовым типом связи на границе с 2D-полупроводником, что позволяет выращивать бездефектные слои MoS₂ даже при несоответствии параметров решетки полупроводника и флюорита.

Публикации

1. Yu.Yu. Illarionov et al., Ultrathincalciumfluorideinsulatorsfortwo-dimensionalfield-effecttransistors, NatureElectronics, v. 2, pp. 230-235 (2019).
2. Yu.Yu. Illarionovet al., Reliability of scalable MoS2 FETs with 2 nm crystalline CaF2 insulators, 2D Materials, v. 6, Paper No. 045004 (2019).