2018年5月,2D Lab的硕士生郭仲勋同学以第一作者的身份在Advanced Science杂志上发表了一篇题为《Independent Band Modulation in 2D van der Waals Heterostructures via a Novel Device Architecture》的文章。
受益于二维材料的垂直堆叠技术,该文章设计了一种基于MoS2/WSe2顶栅技术的新型先进器件。通过在wse2通道上采用自对准金属屏蔽层(pd),可以实现wse2的固定p型掺杂状态以及对mos2沟道的独立掺杂控制,从而保证有效的能带偏移调制和大电流。在特定的顶部栅极电压下,这种器件在pd层的边缘形成一个陡峭的pn结,可以进行有效的调控。通过改变顶部栅极电压,该器件可以在准ESAKI二极管模式和单极齐纳二极管模式下工作。在带间隧穿机制下,该器件可以实现高达≈90%的最大栅耦合效率和小于60 mV dec−1的亚阈值摆幅。通过与传统的异构器件比较,验证了所提出的新型器件结构的优越性。该文章同时也论证了基于范德瓦尔斯异质结构的新型器件结构的可行性及其在低功耗电子和光电器件应用中的潜力。