随着新型二维半导体材料，如石墨烯、二硫化钼（MoS2）、二硒化钨（WSe2）在纳米电子器件领域的不断推广应用，二维材料内部的电荷捕获过程逐渐受到更多的关注。人们一方面为这一电荷捕获过程是否会对器件本身可靠性造成影响而担忧，另一方面也在不断探索是否能对二维材料这一内部特性加以利用，从而制造出新型的多位存储器件或模拟可调存储器。
对于此问题，密歇根大学的梁晓甘教授（点击查看介绍）团队最近对多层二硒化钨（WSe2）晶体管的异常电荷捕获现象以及记忆特性进行研究。这项工作表明，由机械剥离的多层二硒化钨制成的晶体管中，他们可以激发出具有大间隔、长保持时间和模拟可调谐性的多重电荷捕获态。而在具有类似材料结构的二硫化钼（MoS2）中，他们却没有观测到类似的电学现象。二硒化钨晶体管这种独特的电荷捕获特性主要归因于多层二硒化钨切割表面由机械剥离诱导的层间变形，这些形变可进一步自发形成双极性的电荷捕获位点。他们通过表面表征、不同温度下的电荷保持特性测量以及密度泛函理论计算等多种方法进一步支持该结论。此外，该项研究还表明，在不同二硒化钨晶体管中激发的电荷捕获态可以得到统一校准，作为多位数据态存储于记忆元器件中。
通过该研究，他们对二维半导体材料中的电荷存储机制有了更深入的了解，并且进一步证明所观察到的电荷捕获态可以用于实现新型低成本模拟存储器件技术。这一成果近期发表在ACS Nano 上，文章的第一作者是密歇根大学的博士生陈觅凯（Mikai Chen）。
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