新材料、新物性和新结构研制新型半导体器件，是推动集成电路系统朝着高集成度、高性能方向持续发展的重要途径。二维晶体凭借超薄的结构、原子级超平整的界面和优异的栅控能力，被认为是后摩尔时代集成电路可持续发展的重要候选材料之一，例如，如WSe2、黑磷（BP）等。
复旦大学微电子学院张增星教授和周鹏教授选用二维材料黑磷（BP）作为沟道层，氮化硼（h-BN）作为栅介质，石墨烯（Gr）作为栅电极，成功研制出了面向可重构整流电路的互补型半浮栅结构栅控PN结电路。研究结果表明，该PN结整流电路能够通过栅电极的调控在整流器和电阻之间进行切换，其半浮栅的结构特性，也使得该电路具备存储能力，从而实现可重构整流电路的低功耗运行。进一步研究发现，该电路的重构速度可达25 μs，可处理的交流信号频率达到1 kHz，这些性能参数在面向可重构整流电路应用时具有重要意义。此外，该电路的互补结构设计与CMOS设计理念相似，在整流电路中具备电压输出的天然优势，且在电压有效输出、静态功耗和大规模集成上应具有较大的应用潜力。相关研究以“Two-dimensional complementary gate-programmable PN junctions for reconfigurable rectifier circuit”为题，发表在《Nano Research》上。
图文解析
原文信息
Z. Sheng, Y. Wang, W. Hu, et al. Two-dimensional complementary gate-programmable PN junctions for reconfigurable rectifier circuit. Nano Research. https://doi.org/10.1007/s12274-022-4724-5.
