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廈大張學(xué)驁/蔡偉偉、國防科技大學(xué)鄧楚蕓/羅威《ACS AMI》: 多層硒化鉑電子器件的能量耗散及電擊穿

時間：2022-11-16 來源： 瀏覽：

廈大張學(xué)驁/蔡偉偉、國防科技大學(xué)鄧楚蕓/羅威《ACS AMI》: 多層硒化鉑電子器件的能量耗散及電擊穿

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收錄于合集
#PtSe2 2 個
#能量耗散 2 個
#邊界熱導(dǎo) 2 個
#電擊穿 2 個
#納米互連 2 個

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進入后摩爾時代，現(xiàn)代功能化電子器件面臨高功率密度和集成度的挑戰(zhàn)，這促使人們研究微米、納米尺度的能量耗散，以提升二維 ( Two-dimensional, 2D ) 電子器件的性能和穩(wěn)定性。 近期， 2D 硒化鉑 (PtSe 2 ) 由于其獨特的多功能特性，在開發(fā)下一代功能器件中展現(xiàn)出不俗的潛力。為了實現(xiàn) PtSe 2 器件的實際應(yīng)用，了解 PtSe 2 與其基材之間的界面熱特性以及 PtSe 2 器件的工作閾值是至關(guān)重要的。然而目前針對 PtSe 2 器件的能量耗散研究仍比較稀缺。
有鑒于此，廈門大學(xué)二維材料與物性課題組張學(xué)驁教授、蔡偉偉教授與國防科技大學(xué)低維材料器件物理課題組鄧楚蕓副研究員、羅威博士（共同通訊作者）在《 ACS Applied Materials & Interfaces 》上發(fā)表題為 “ Energy Dissipation and Electrical Breakdown in Multilayer PtSe 2 Electronics ” 的合作研究論文。該研究通過電偏置拉曼測溫法，識別了多層 PtSe 2 器件的能量耗散行為，并提取得到 PtSe 2 / SiO 2 界面的實際界面熱導(dǎo)( Thermal boundary conductance, TBC) 數(shù)值為 8.6 MW m -2 K -1 ， 該值屬于已知固-固界面的低端，這表明多層 PtSe 2 器件可應(yīng)用于熱電器件或其它依賴于大溫度梯度的器件。此外， PtSe 2 器件的最大電流密度決定了其閾值功率，探究 PtSe 2 器件的閾值工作狀態(tài)有助于改進器件設(shè)計和指導(dǎo)未來相關(guān)應(yīng)用，因此，本文研究了多層 PtSe 2 器件的電擊穿，得到了其擊穿電流密度為 17.7 MA cm -2 ， 閾值功率密度為 0.2 MW cm -2 ， 以上數(shù)值大于常用的金屬鋁、銅的典型值。這些結(jié)果為研究多層 PtSe 2 器件的能量耗散提供了關(guān)鍵性的見解，并使 PtSe 2 成為熱限制和納米薄膜互連等應(yīng)用的優(yōu)秀候選材料，這將有利于高能效功能化 2D 器件的發(fā)展。
圖 1 多層 PtSe 2 薄片的表征。
圖 2 多層 PtSe 2 器件的電學(xué)表征。
圖 3 多層 PtSe 2 器件的熱阻。
圖 4 多層 PtSe 2 器件的電擊穿。
廈門大學(xué)與國防科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生劉瀟為該論文的第一作者，廈門大學(xué)張學(xué)驁教授、蔡偉偉教授與國防科技大學(xué)鄧楚蕓副研究員、羅威博士為該論文的通訊作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金、國防科技大學(xué)自主科研項目支持。

原文鏈接

https://doi.org/10.1021/acsami.2c15252

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