研究背景
研究内容
图 1. 隧道场效应晶体管原理，开态 (a)；关态 (b)。金属-半导体相变晶体管原理，开态 (c)：沟道材料为金属；关态 (d)：沟道材料在外电场作用下变为半导体
常规的隧道场效应晶体管原理如图 1 所示：开态 (a)，关态 (b)。金属-半导体相变晶体管原理，开态 (c)：沟道材料为金属；关态 (d)：沟道材料在外电场作用下变为半导体。
图 2. (a) 金属-半导体相变晶体管结构图。器件输运特征曲线：(b) 栅极长度 3 nm, (c) 栅极长度 4 nm, (d) 栅极长度 5 nm
作者计算了栅极长度为 3、4、5 nm 器件的输运特性，发现在极低的源漏电压 (0.05，0.10 V) 下，栅极长度为 3、4、5 nm 器件可以达到 ITRS 中高性能器件的开态电流 (900 µA µm-1)；栅极长度为 4、5 nm 器件可以达到 ITRS 中高性能器件的关态电流 (0.1 µA µm-1) 要求。
图 3. 器件的 PDP 与 τ 关系
论文信息
A next-generation transistor with low supply voltage operation constructed based on 2D materials' metal–semiconductor phase transition
Xingyi Tan, Hengze Qu, Jialin Yang, Shengli Zhang* and Hua-Hua Fu*
Mater. Horiz., 2024
https://doi.org/10.1039/D4MH00662C
作者简介
本文第一作者，重庆三峡学院教授。主要从事于凝聚态物理磁学、电子学及器件应用等研究工作。主持国家自然科学基金项目1项，湖北省自然科学基金面上项目 1 项。先后在 Mater. Horiz., Phys. Rev. B, J. Mater. Chem. C, Nanoscale 等国际权威或重要期刊上发表 SCI 收录论文 60 余篇。
本文通讯作者，南京理工大学材料学院教授，博士生导师，入选国家高层次青年人才计划。主要从事二维材料、量子点材料等基态/激发态计算，物性调控及其器件应用等。目前，以第一/通讯作者发表 SCI 论文 120 余篇，其中在 Nat. Commun.、Adv. Mater.、JACS 等 IF>10 的期刊上发表论文共 60 余篇，总引用近 1.8 万次。先后入选科睿唯安、爱思唯尔等全球高被引科学家，入选江苏省青蓝工程中青年学术带头人、江苏省六大高层次人才等，主持/参与国家基金委等省部级以上项目 10 余项，获江苏省自然科学一等奖，中国材料学会一等奖。
期刊介绍
rsc.li/materials-horizons
Mater. Horiz.
| 2-年影响因子* | 12.2分 |
| 5-年影响因子* | 12.5分 |
| JCR 分区* | Q1 材料科学-跨学科 Q1 化学-跨学科 |
| CiteScore 分† | 18.9分 |
| 中位一审周期‡ | 38 天 |
Materials Horizons 是材料科学领域的领导性期刊，发表高质量、高创新性的研究成果。该期刊侧重于原创性研究，强调所发表的论文要提出新的概念或新的思维方式（概念上的进展），而不是以报道技术方面的进展为主。当然，在概念上未有创新但实现了突破性进展的杰出工作（例如材料性能突破已有纪录）也有被发表的机会。另外，该刊要求所发表的论文能引起材料科学各领域读者的广泛兴趣。
Martina Stenzel
🇦🇺 新南威尔士大学
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Editorial board members
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* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)
† CiteScore 2023 by Elsevier
‡ 中位数，仅统计进入同行评审阶段的稿件
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