(a) 碳纳米管基铁电场效应晶体管结构示意图;(b) I-Vg扫描曲线形成理想的本征回路;(c) 反复的写/擦操作,显示了存储的可控和非易失性。
碳纳米管独特的结构和电学性质为其电子器件应用提供了巨大潜力。最近几年来,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室表面物理实验室/研究部SF1组将碳纳米管的优点和铁电薄膜的性质相结合,与微加工实验室合作,研制成功了以外延铁电薄膜为栅介质的单壁碳纳米管场效应晶体管,开发出一种基于碳纳米管的铁电场效应晶体管存储器件单元。其基本原理是,利用铁电薄膜的极化对碳纳米管导电通道电流进行调制。实验表明,通过在漏极/栅极施加脉冲信号,能够向铁电薄膜写入不同方向的极化状态;而测量通过器件的电流,就能够非破坏性地读取事先写入铁电薄膜中的极化状态,从而实现了铁电场效应晶体管的存储功能。
该工作由表面物理实验室SF1组博士生符汪洋、工程师许智、研究员白雪冬和王恩哥与微加工实验室研究员顾长志合作完成。他们首次展示了这种非易失存储器件的非破环性读取特性,而且器件可以进行大量多次的可重复性操作。由于单壁碳纳米管超细尺寸导致的电场增强效应,存储器可以在小于1伏的操作电压下工作。
他们对该类存储器件的发明申请了专利(专利号:No.200710099321.1),相关研究结果发表在近期的《纳米快报》(Nano Letters )上 。
该工作得到国家自然科学基金委、国家科技部和中科院的资助。 (来源:中国科学院物理研究所)
(《纳米快报》(
Nano Letters ),DOI: 10.1021/nl801656w,Wangyang Fu,Enge Wang)
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