Nano Res.│二维材料在未来电子器件中的优势和潜能
文章简介
复旦大学微电子学院周鹏教授团队针对目前硅基半导体技术在技术节点很难进一步缩小的问题，分别从“延续摩尔定律（More Moore）”和“超越摩尔定律（More Than Moore）”两种路径中（图1）聚焦评论了二维（2D）材料在未来新型电子器件中展现的优势和潜能，为未来微电子器件以及材料体系研究发展提供了借鉴和重要参考。技术综述以“Electronics based on two-dimensional materials: status and outlook”为题发表于Nano Research。
图1. 二维材料在“延续摩尔定律（More Moore）”和“超越摩尔定律（More Than Moore）”两个方向的应用
场效应晶体管(FET)是集成电路的基本构成单元，在微电子领域中起着不可替代的作用。由于短沟道效应的存在，传统晶体管的进一步尺寸微缩难以按照摩尔定律预测所延续。为此业界提出了“延续摩尔定律”（More Moore）和“超越摩尔定律”（More Than Moore）两个分支作为未来微电子工艺技术发展的路线。前者致力于探索器件和系统继续的微小化和集成化，而后者则期待通过器件实现更多的功能性。
二维(2D)材料是指单层或几层的层状材料，层内原子通过共价键紧密结合。另外，由于二维材料的每一层化学共价键都是完全饱和的，相邻的层通过范德华力连接，在二维材料表面没有悬挂键，这使得二维材料具有在未来器件技术节点在1nm以下的应用潜力。在这篇综述中，作者首先全面介绍了二维材料的特点和机会。其次，讨论了二维材料在“延续摩尔定律”（More Moore）和“超越摩尔定律”的应用，分别综述了二维材料在逻辑器件、存储器件、射频器件、传感器件和柔性器件方面的研究进展，最后指出了二维材料在实际工业应用中存在的一些问题和挑战。
作者简介
复旦大学微电子学院研究生曾森峰，唐招武为共同第一作者，微电子学院周鹏为通讯作者。该项工作是Nano Research 2020青年创新奖工作，得到了中国自然科学基金委应急和杰出青年基金、上海市科技创新重点计划、国家重点研发计划、上海市教育委员会项目的资助。
文章信息
Senfeng Zeng, Zhaowu Tang, Chunsen Liu & Peng Zhou*. Electronics based on two-dimensional materials: Status and outlook. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-020-2945-z.
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