論文の概要: Moire-Engineered Ferroelectric Transistors for Nearly Trap-free, Low-Power and Non-Volatile 2D Electronics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.08086v1
- Date: Mon, 08 Dec 2025 22:40:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-10 22:28:07.746632
- Title: Moire-Engineered Ferroelectric Transistors for Nearly Trap-free, Low-Power and Non-Volatile 2D Electronics
- Title（参考訳）: 準トラップフリー・低出力・非揮発性2D電子用モアレ系強誘電体トランジスタ
- Authors: Arup Singha, Shaili Sett, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Arindam Ghosh, Rahul Debnath,
- Abstract要約: We demonstrate a moire-engineered ferroelectric field-effect transistor (FeFET) using twisted WSe2 bilayers。
この装置は安定した0.10Vの非揮発性メモリウィンドウと高いモビリティを示す。
その結果,超クリーン,低消費電力,非揮発性2Dエレクトロニクスへの実用的かつスケーラブルな経路として,モアレ工学的強誘電性を確立した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.200824545283625
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Long-range moire patterns in twisted WSe2 enable a built-in, moire-length-scale ferroelectric polarization that can be directly harnessed in electronic devices. Such a built-in ferroic landscape offers a compelling means to enable ultralow-voltage and non-volatile electronic functionality in two-dimensional materials; however, achieving stable polarization control without charge trapping has remained a persistent challenge. Here, we demonstrate a moire-engineered ferroelectric field-effect transistor (FeFET) utilizing twisted WSe2 bilayers that leverages atomically clean van der Waals interfaces to achieve efficient polarization-channel coupling and trap-suppressed, ultralow-voltage operation (subthreshold swing of 64 mV per decade). The device exhibits a stable non-volatile memory window of 0.10 V and high mobility, exceeding the performance of previously reported two-dimensional FeFET and matching that of advanced silicon-based devices. In addition, capacitance-voltage spectroscopy, corroborated by self-consistent Landau-Ginzburg-Devonshire modeling, indicates ultrafast ferroelectric switching (~0.5 microseconds). These results establish moire-engineered ferroelectricity as a practical and scalable route toward ultraclean, low-power, and non-volatile 2D electronics, bridging atomistic lattice engineering with functional device architectures for next-generation memory and logic technologies.
- Abstract（参考訳）: WSe2の長距離モアレパターンは、電子デバイスに直接利用可能な内蔵のモアレ長スケールの強誘電分極を可能にする。
このような強誘電体ランドスケープは、超低電圧・非揮発性電子機能を二次元材料で実現するための魅力的な手段を提供するが、電荷トラップなしで安定した偏光制御を実現することは、まだ永続的な課題である。
ここでは、原子間クリーンなファンデルワールス界面を利用して、効率的な分極チャネル結合を実現し、トラップ抑制された超低電圧動作(10年あたり64mVのサブスレッショルドスイング)を実現する、ツイストしたWSe2二層を用いたモアレ駆動強誘電体電界効果トランジスタ(FeFET)を実証する。
この装置は、安定した0.10Vの非揮発性メモリウインドウと高いモビリティを示し、これまで報告された2次元FeFETの性能と高度なシリコンベースのデバイスの性能を上回る。
さらに、自己整合ランダウ・ギンズバーグ・デヴォンシャーモデルで近似されたキャパシタンス電圧分光法は、超高速な強誘電体スイッチング(~0.5マイクロ秒)を示す。
これらの結果は、超クリーン、低消費電力、非揮発性2D電子への実用的でスケーラブルな経路として、モアレエンジニアリングによる強誘電性を確立し、次世代メモリおよびロジック技術のための機能デバイスアーキテクチャを備えた原子格子工学をブリッジする。
関連論文リスト
- Controllable and Continuous Quantum Phase Transitions in Intrinsic Magnetic Topological Insulator [50.54133633499971]
本研究では,n型ドーピング特性が強く抑制される固有磁気トポロジカル材料MnBi2Te4について検討した。
角度分解光電子分光法、輸送測定法、第一原理計算に基づいて、2つの磁気誘起TPTを明らかにする。
本研究は,MnBi2Te4系における固有磁気トポロジカル状態の実現を図り,制御可能かつ連続的なTPTを実現するための理想的なプラットフォームを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-08T03:46:54Z) - Electron-Electron Interactions in Device Simulation via Non-equilibrium Green's Functions and the GW Approximation [71.63026504030766]
電子-電子(e-e)相互作用は、量子輸送シミュレーションに明示的に組み込まれなければならない。
この研究は、非平衡条件下でのナノデバイスの大規模原子論的量子輸送シミュレーションを報告した最初のものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-17T15:05:33Z) - Harnessing Room-Temperature Ferroelectricity in Metal Oxide Monolayers for Advanced Logic Devices [1.237067623522156]
二次元強誘電体材料は、電力効率の高いメモリデバイスやトランジスタ用途に有用である。
我々は, 自発分極が顕著な金属酸化物単分子膜の新しいファミリーにおける面外強誘電率を予測した。
我々の研究は、先進的で高性能なメモリおよびロジックデバイスを開発するためのMO単層層のさらなる探索を動機付けている。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-25T14:21:56Z) - Integration of Cobalt Ferromagnetic Control Gates for Electrical and Magnetic Manipulation of Semiconductor Quantum Dots [0.0]
ナノスケールドット・ツー・マグネットピッチを用いた多ゲートFD-SOIナノワイヤへのナノサイズのコバルト制御ゲートの統合
マルチゲートナノワイヤの電気的特性は、室温から10mKまでの全ての強磁性ゲートのフルフィールド効果を示す。
薄膜とパターン制御ゲートの磁気特性に対する洞察は、試料磁気計測と電子ホログラフィー測定によって得られる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-21T10:43:14Z) - Transport properties and quantum phase transitions in one-dimensional superconductor-ferromagnetic insulator heterostructures [44.99833362998488]
最近製造された半導体-超伝導-強磁性絶縁体ハイブリッドに着想を得た1次元電子ナノデバイスを提案する。
FMI層長をオレンジ色または/またはグローバルバックゲート電圧を印加することにより、スピン及びフェルミオンパリティ変化QPTを調整可能であることを示す。
以上の結果から,これらの効果は実験的に利用可能であり,ハイブリッドナノワイヤにおける量子相転移の研究のための堅牢なプラットフォームを提供する可能性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-18T22:25:50Z) - Tailoring coherent charge transport in graphene by deterministic defect generation [36.136619420474766]
我々は、位相整合電荷キャリア波を可能にするグラフェンに格子欠陥を導入する。
複数の電子ファブリペロキャビティは、周期的に相反する欠陥およびプリスタンナノストリップを作成することによって形成される。
欠陥ストライプはミラーを部分的に反射し、原始領域内で電荷キャリア波を共鳴的に閉じ込め、ファブリー・ペロー共振モードを生じさせる。
これらのコヒーレントな現象は、従来の単極性静電法で作られたファブリー・ペロー干渉計とは対照的に、電荷キャリアの両極性に対して最大30Kまで生き残る。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-07T15:37:23Z) - Non-volatile Electric Control of Magnetic and Topological Properties of
MnBi2Te4 Thin Films [66.02797153096846]
磁気力結合を用いたトポロジカル量子材料(TQM)の磁気特性の制御機構を提案する。
この機構は、2次元(2D)強誘電体を持つTQMのヘテロ構造を用いる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-29T14:51:05Z) - Nonreciprocal devices based on voltage-tunable junctions [48.7576911714538]
本稿では, ハイブリッド超伝導-半導体アーキテクチャにおいて, 1モードの磁束自由度と2モードの電荷自由度を結合することを提案する。
非相互性はこのアーキテクチャにおいて外部の静磁場のみの存在下で生じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-13T17:49:19Z) - Driving Force and Nonequilibrium Vibronic Dynamics in Charge Separation
of Strongly Bound Electron-Hole Pairs [59.94347858883343]
本研究では,1,2,3次元ドナー・アクセプタネットワークにおける電荷分離のダイナミクスについて検討する。
これにより、過度な振動運動が効率的な長距離電荷分離を誘導する正確な条件を特定できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-11T17:51:21Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。