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二維 (2D) 合金有望成為 2D 晶體管的重要組件，因為它們的特性允許通過改變其成分進行連續調節。然而，以往的研究主要局限于金屬/半導體材料作為接觸/溝道材料，而很少涉及絕緣電介質。

近日，南開大學Jinxiong Wu使用一種簡便的一步化學氣相沉積（CVD）方法來合成超薄 Bi₂Si_xGe_1?xO₅ 介電合金，只需改變 GeO₂/SiO₂ 前驅體的相對比例，其成分就實現可調。此外，它們的介電性能具有高度的成分可調性，在 CVD 生長的2D絕緣體中顯示出 >40 的創紀錄高介電常數。

文章要點

1）垂直生長的Bi₂GeO₅和Bi₂Si_xGe_1?xO₅實現了無聚合物轉移和隨后清潔的范德華集成，作為高κ封裝層，以增強2D半導體的遷移率。

2）此外，使用Bi₂Si_xGe_1?xO₅合金作為柵介質的MoS₂晶體管具有較大的I_on/I_off (>10⁸)、理想的亞閾值擺幅(～61 mV/decade)和較小的柵滯后(～5 mV)。

研究工作不僅提供了極少數關于絕緣介電合金的受控 CVD 生長的例子，而且還擴展了 2D 單晶高 K 介電材料的家族。

參考文獻

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