研究目的
通过可控离子插层研究黑磷的互补掺杂，以实现电子应用中的整体式构建单元。
研究成果
该研究展示了一种通过可控离子插层实现范德华材料互补掺杂的方法，从而能够开发出高性能的p型和n型晶体管及二极管。观察到的迁移率提升归因于中性杂质散射的抑制。这种方法为先进电子器件的原子级材料特性控制提供了一条途径。
研究不足
该研究以黑磷为模型体系，该方法对其他范德华材料的适用性尚需进一步探究。器件在不同环境条件下的稳定性和性能尚未得到充分研究。
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通过可控插层对范德华材料进行互补掺杂以实现单片集成电子器件
DOI：10.1007/s12274-020-2634-y
期刊：Nano Research
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
掺杂控制一直是范德瓦尔斯材料电子应用面临的关键挑战。本研究通过可控离子插层技术实现了黑磷的互补掺杂，构建出一体化功能单元。我们系统表征了离子浓度依赖的各向异性电输运特性，发现电阻率可在三个数量级范围内调控，其浓度依赖特征与插层过程中的相变行为相对应。进一步地，我们成功研制出兼具高稳定性和优异性能的p型/n型场效应晶体管及电学二极管。此外，插层过程使载流子迁移率从380提升至820 cm2/(V·s)，基于第一性原理计算将其归因于中性杂质散射的抑制效应。本研究为原子级精准调控范德瓦尔斯材料电学特性提供了新途径，有望推动先进电子器件与物理平台的发展。
作者：
Ming Ke，Huu Duy Nguyen，Hang Fan，Man Li，Huan Wu，Yongjie Hu
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