2D“多铁性”堆栈显示了内存和 FET 的潜力

澳大利亚团队创造出了新材料，将铁电材料和铁磁材料的特性结合起来

由皇家墨尔本理工学院（RMIT）领导的一项新研究将两种不同类型的 2D 材料堆叠在一起，以创造出一种混合材料，其特性可用于未来存储器和场效应晶体管。最重要的是，堆叠结构的电子特性可以在不需要外部应变的情况下进行控制，从而为未来低能晶体管的使用开辟了道路。

这项工作使用了两种原子薄膜材料：一种是铁电 薄膜，另一种是磁性材料薄膜。通过将两种二维材料堆叠在一起，研究人员创造了一种“多铁性”材料，它结合了铁电材料和铁磁材料的独特特性。

具体来说，研究人员发现他们可以使用固有的铁电特性来调整 In₂Se₃/Fe₃GeTe₂ 异质结构的肖特基势垒高度，而不是使用其他系统所需的施加应变。

需要能够调整势垒的高度才能将电流从交流 (AC) 转换为直流 (DC)。

由此产生的可切换肖特基势垒结构可以形成二维 FET 中的基本组件，该二维 FET 可以通过切换本征铁电极化而不是通过施加外部应变来操作。

可切换二维肖特基二极管器件（如上图所示）由二维金属 FGT（下层）和二维铁电 In₂Se₃（上层）的界面形成。

这项工作采用了两个二维单层的异质结构：In₂Se₃ 和 Fe₃GeTe₂（通常缩写为“FGT”），其中 In₂Se₃是铁电半导体，FGT 是磁性/铁磁性材料。

“我们的研究结果表明， In₂Se₃/Fe₃GeTe₂ 提供了与其他异质结构相当的特性，但不需要外部应变，”通讯作者 Michelle Spencer 说。 “我们不仅可以通过这种异质结构控制势垒高度，而且还可以在 n 型和 p 型肖特基势垒之间切换。”

In₂Se₃/Fe₃GeTe₂异质结构的这种可控性和可调谐性可以极大地拓宽其在未来低能电子器件中的器件潜力。

“我们发现In₂Se₃配置之间的结构和电子特性转换发生了显著变化。这种变化使这种异质结构成为一种可切换的二维肖特基二极管器件，”主要作者 Maria Javaid 说。

除了为多铁性纳米器件引入新的可能途径外，这项工作还将激励该领域的实验者探索在未来低能电子器件中更多使用In₂Se₃/FGT 的机会，例如：合成一种新的多铁性异质结，该异质结能够“调谐”肖特基势垒高度，并通过铁电极化开关在 n 型和 p 型之间切换。

参考资料

'Tuning the Schottky barrier height in a multiferroic In2Se3/ Fe3GeTe2 van der Waals heterojunction' by M. Javaid et al; Nanoscale, Volume 14 Issue 11, March 2022.

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