二维 (2D) 合金有望成为 2D 晶体管的重要组件，因为它们的特性允许通过改变其成分进行连续调节。然而，以往的研究主要局限于金属/半导体材料作为接触/沟道材料，而很少涉及绝缘电介质。

近日，南开大学Jinxiong Wu使用一种简便的一步化学气相沉积（CVD）方法来合成超薄 Bi₂Si_xGe_1−xO₅ 介电合金，只需改变 GeO₂/SiO₂ 前驱体的相对比例，其成分就实现可调。此外，它们的介电性能具有高度的成分可调性，在 CVD 生长的2D绝缘体中显示出 >40 的创纪录高介电常数。

文章要点

1）垂直生长的Bi₂GeO₅和Bi₂Si_xGe_1−xO₅实现了无聚合物转移和随后清洁的范德华集成，作为高κ封装层，以增强2D半导体的迁移率。

2）此外，使用Bi₂Si_xGe_1−xO₅合金作为栅介质的MoS₂晶体管具有较大的I_on/I_off (>10⁸)、理想的亚阈值摆幅(∼61 mV/decade)和较小的栅滞后(∼5 mV)。

研究工作不仅提供了极少数关于绝缘介电合金的受控 CVD 生长的例子，而且还扩展了 2D 单晶高 K 介电材料的家族。

参考文献

Jiabiao Chen, et al, Controllable Synthesis of Transferable Ultrathin Bi2Ge(Si)O5 Dielectric Alloys with Composition-Tunable High‑κ Properties, J. Am. Chem. Soc., 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c02496

https://doi.org/10.1021/jacs.4c02496