解決傳統鐵電電晶體尺寸縮小後引起的功耗降低難題！由台灣師範大學物理學系藍彥文教授、陸亭樺教授領導的團隊，最近開發出基於二維材料「二硫化鉬」的創新鐵電電晶體，於鐵電材料領域取得重大突破。
在各種新興記憶體技術中，鐵電記憶體最被看好，這類材料能透過外加電場控制電偶極方向達到儲存資料功能，具讀寫速度極高、低功率、斷電情況下持續保存資料等優勢。
但傳統鐵電電晶體研發過程也面臨許多挑戰，比如傳統鐵電電晶體由原子錯位形成鐵電性，隨著材料縮小，鐵電電偶極會開始不穩定而使鐵電性消失，且元件製程極其複雜。
於是研究人員將目光移至被預測具有鐵電性的二維材料。
隨著國科會積極推動「Å 世代前瞻半導體專案計畫」及「尖端晶體材料開發及製作計畫」，台師大物理學系藍彥文教授、陸亭樺教授、陽明交通大學電子物理系林俊良副教授、成功大學物理學系陳宜君教授、台灣大學李敏鴻教授、台灣半導體研究中心李愷信組長等人組成的研究團隊，成功開發出基於二維材料「二硫化鉬」的創新鐵電電晶體（ST-3R MoS2 FeS-FET）。
▲ 團隊開發的元件樣品。（Source：國科會提供）
滑移鐵電二維材料由介面間原子排列順序造成鐵電性，團隊以此創造出厚度僅 1.3 奈米的鐵電材料半導體元件，帶來低翻轉電壓、低耗能、快速讀寫、高穩定性等亮眼表現。
團隊表示，新興鐵電電晶體元件不僅解決尺寸縮小與功耗降低的技術難題，製程也採用目前工業界廣泛應用的技術，與工業製程標準高度相容，有望成為先進半導體技術核心，提升台灣半導體國際競爭力，未來應用優勢包含非揮發性記憶體（non-volatile memory）、低功率電子元件（low-power electronics）等。
團隊研究論文已於 2023 年 11 月發表在《自然電子》（Nature Electronics）期刊。
（首圖來源：pixabay）
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