光電協控多層MoS2 記憶晶體管的阻變行為與機理研究*

鄧文 汪禮勝 劉嘉寧 余雪玲 陳鳳翔

(武漢理工大學理學院物理科學與技術系,武漢 430070)

記憶晶體管是結合憶阻器和場效應晶體管性能且同時實現存儲和信息處理的一種新型多端口器件.本文采用微機械剝離的多層二硫化鉬(MoS2)制備了場效應晶體管結構的背柵記憶晶體管,并系統研究了器件在電場、光場及其協同調控下的阻變開關特性和阻變機理.實驗結果表明,多層MoS2 記憶晶體管具有優異的雙極性阻變行為和良好的循環耐久性.器件在柵壓調控下,開關比可實現在100—105 范圍內變化,最高可達1.56 × 105,表明器件具有很強的門控效應;在光場調控下,器件的阻變特性對光波長有很強的依賴性;光電協同調控時,器件表現出極好的四端口調控能力,開關比達4.8 × 104.其阻變特性的機理可歸因于MoS2 與金屬電極接觸界面電荷俘獲狀態和肖特基勢壘高度的變化,以及MoS2 溝道光生載流子引起的持續光電導效應.

1 引言

憶阻器由于其功耗低、速度快、穩定性高,且能同時實現存儲和運算等優勢,在非易失性存儲、邏輯電路和神經突觸等領域具有很大的潛力.金屬-氧化物-半導體場效應晶體管作為數字集成電路的基本單元,在芯片制造中具有十分重要的作用[1].2018 年,Sangwan 等[2]提出了記憶晶體管的概念,將憶阻器與場效應晶體管的性能結合在以二維半導體材料為溝道的單個器件中.相比傳統三明治結構的二端口憶阻器,記憶晶體管不僅可以提升器件的阻變性能,還可同時響應漏極和柵極的電信號,以及響應照射到器件上的光信號,從而可實現更為復雜的邏輯運算功能.記憶晶體管充分發揮了憶阻器和晶體管的特點與優勢,其作為人工神經突觸能實現豐富的神經形態功能,如元塑性、動態濾波、峰值時間相關塑性等.因此,記憶晶體管在非易失性存儲、神經形態計算等方面有重要的應用前景.

目前,二維層狀材料已被認為是制備高性能憶阻器最具潛力的一類候選阻變材料,如MoS2[2-5],GaSe[6,7],h-BN[8],In2S3[9],Graphene[10],TiO2[11,12]和WO3[13-15]等.在這些阻變材料中,以MoS2為阻變材料的憶阻器不僅表現出極高的開關比和穩定性,而且還展現了良好的非易失存儲特性[16-18].二維半導體材料MoS2由于較高載流子遷移率、合適的帶隙、良好的熱穩定性,以及與CMOS (互補金屬氧化物半導體)工藝的良好兼容,現已證明在場效應晶體管方面具有突出的優勢.如在室溫環境下開關比超過108,載流子遷移率達到700 cm2·V—1·S—1,以及超低亞閾值擺幅[19-21].由于二維層狀MoS2材料具有良好的電學和光學性質,所以其既可用于憶阻器的阻變材料,又可用于晶體管的溝道材料.2018 年,Sangwan 等[2]首次在Si 襯底上制備出單層MoS2記憶晶體管,該器件有大的開關比、高的循環耐久性和長期的狀態保持能力,并且在單個阻態下有4 個數量級的柵極可調性.2020 年,Lee 等[5]在之前實驗的基礎上制備了雙柵控制的單層MoS2記憶晶體管陣列,實現了人工神經突觸的模擬,設計的雙柵控制結構有助于記憶晶體管在高度規模化的交叉集成電路中集成.2019 年,四川師范大學的Yang[6]等采用機械剝離的GaSe 制備了三端背柵結構的GaSe 記憶晶體管,并且利用Ag 作為電極實現了器件非易失性的阻態開關轉變(開關比達到5.3 × 105).2019 年,Yin 等[3]利用機械剝離法制備三層MoS2的記憶晶體管.在電場調控下,該器件的開關比可實現極寬的調諧范圍(100—105);在光場控制下,通過增加光功率,MoS2記憶晶體管阻變材料的電學性能會有極大的提升;當光場和電場同時控制時,器件的開關比可進一步得到提升.

盡管單層或少層MoS2記憶晶體管在電場和光場調制下表現出良好的傳輸特性和阻變開關行為,但可控制備單層或少層MoS2較為困難,并且單層或少層薄膜會影響MoS2對光的吸收.相比單層或少層MoS2,多層MoS2具有較高的遷移率和驅動電流,以及適中的禁帶寬度(1.2—1.6 eV)[22,23],而且多層MoS2的本征遷移率不隨厚度發生變化[24],可減少不同器件間的差異.目前,還鮮有文獻報道光波長對記憶晶體管阻變特性的影響.因此,本文研究多層MoS2記憶晶體管在不同柵電壓、光波長及其協同調控下的阻變開關特性和阻變機理.研究發現,多層MoS2記憶晶體管在電場和光場調控下表現出優異的阻變特性,且具有更低的功耗和多種的調控方式.

2 實驗部分

圖1 是多層MoS2背柵記憶晶體管結構的示意圖.器件主要由多層MoS2,300 nm 厚SiO2介質層,p+-Si 襯底(背柵電極)和Cr/Au 源漏電極等構成,可以通過調節背柵偏壓和頂部光照來控制器件的阻變特性.MoS2記憶晶體管的制備過程如圖2所示.首先,采用微機械剝離法將多層MoS2轉移至SiO2/p+-Si 襯底上,其中重摻雜硅襯底也作為背柵記憶晶體管的底柵電極.接著,對多層MoS2/SiO2/p+-Si 樣品進行光刻形成源漏電極圖案.隨后,通過熱蒸發相繼蒸鍍15 nm 厚的Cr 金屬膜和50 nm 厚的Au 金屬膜.最后,通過丙酮lift-off 工藝制備出源漏電極,獲得溝道長、寬分別為4 和10 μm的Au/Cr/MoS2/Cr/Au 結構的背柵記憶晶體管.

圖1 多層MoS2 記憶晶體管的結構示意圖Fig.1.Schematic diagram of multilayer MoS2 memtransistor.

圖2 多層MoS2 記憶晶體管的制備過程示意圖Fig.2.Diagram of the preparation processes of multilayer MoS2 memtransistor.

微機械剝離的多層MoS2的表面形貌由美國維易科精密儀器有限公司生產的DI Nanoscope Ⅳ原子力顯微鏡測試.拉曼光譜由法國HORIBA Scientific 公司生產的LabRAM HR Evolution 光譜儀測量.多層MoS2記憶晶體管的電學特性采用美國Keithley 公司生產的4200A-SCS 參數分析儀測試.實驗所用光源為中國中科微能(北京)科技有限公司生產的CME-TLS-X300F.所有的測試均在室溫、空氣、電磁屏蔽環境下進行.

3 結果與分析

3.1 多層MoS2 的形貌與表征分析

圖3(a)是采用原子力顯微鏡(AFM)對剝離后的MoS2納米片的表面形貌和厚度的表征.從圖3(a)可以看出,多層MoS2厚度約為7 nm,且表面平整均勻,表明微機械剝離轉移的MoS2具有良好的表面形貌[25].圖3(b)是多層MoS2的拉曼光譜,激光波長為532 nm.圖中顯示MoS2的A1g模和模的特征峰分別位于402 和378 cm—1,與文獻[26]中具有相似的結果.MoS2的層數與A1g模和模頻率有關,層數越多兩個特征峰之間的差值越大.本文樣品的峰位差為24 cm—1,由此也可以證實微機械剝離轉移的是多層MoS2.

圖3(a) 多層MoS2 的AFM 圖像;(b) 多層MoS2 的拉曼光譜Fig.3.(a) AFM image of multilayer MoS2 ;(b) Raman spectrum of multilayer MoS2.

3.2 器件的電場調控及阻變開關機制

圖4(a)是MoS2記憶晶體管柵壓為0 V 時,施加5 V 至 —5 V 漏源電壓雙向掃描的Id-Vds特性曲線,圖中箭頭方向表示掃描電壓順序.從圖4(a)可以看出,器件表現出明顯的阻變特性,而且在漏源正向電壓下測得的Id-Vds特性曲線更好.圖4(a)中插圖顯示器件源、漏電極交換測試的Id-Vds特性曲線,兩條曲線差異極小,說明交換源、漏電極測試不會對器件的阻變性能產生影響.當掃描電壓順序為0 V→+5 V 時,記憶晶體管的初始阻態因源漏電極與MoS2之間形成的肖特基勢壘很高[3],接觸電阻很大,表現為高阻態(HRS).施加正向源漏電壓時,由于MoS2材料中存在的S 空位以及在轉移和光刻過程中引入一些雜質缺陷,電子會被俘獲填充到這些缺陷中直至飽和[4,27],器件電阻保持HRS 不變.隨著掃描電壓的增大,會導致源漏電極/n-MoS2界面處肖特基勢壘高度逐漸降低,且由電流產生的焦耳熱會導致更多的電子穿過界面勢壘[3],器件電流急劇增大,在設置電壓Vset=5 V 時器件阻態從HRS 轉變為低阻態(LRS).之后,在+5 V→0 V 的掃描過程中,器件的阻態一直保持LRS,并且隨掃描電壓的降低器件的電流變化緩慢,表明器件的阻變特性是非易失性的,在Vds=0.6 V 器件的高低阻態開關比達到最大值(約103).當0 V→—5 V反向電壓掃描時,記憶晶體管維持LRS 不變,當反向掃描電壓增加到—5 V 時,導致器件的阻態從LRS 重置為HRS.在—5 V→0 V 的掃描過程中,器件的阻態一直保持HRS.由此可見,制備的多層MoS2記憶晶體管表現出良好的非易失性雙極性阻變特性,與文獻[2]報道的器件具有類似的阻變行為.從圖4(a)還可以看出,相比于漏源電壓負向掃描,在正向壓掃描時器件的電流開關比更大,阻變特性更好.

圖4 在0 V 柵壓時多層MoS2 記憶晶體管的阻變特性 (a) 5 V至—5 V 源漏電壓掃描下器件Id-Vds 曲線(插圖:器件在源極和漏極交換測試前后的Ids-Vds 曲線);(b) 連續125 個循環中器件在Vds=0.6 V 時高低阻態的阻值變化;(c)器件在室溫下高低阻態保持特性圖Fig.4.Resistance characteristics of multilayer MoS2 memtransistor at Vg=0 V:(a) Id-Vds characteristic of the device at cyclic sweeping of the Vds from 5 to —5 V (Inset:the Ids-Vds curves of the device before and after the sourcedrain electrode is exchanged);(b) the resistances of the device in high and low resistance states at Vds=0.6 V during 125 cycles;(c) switching retention characteristics of the device at room temperature.

為了研究多層MoS2記憶晶體管的穩定性,對器件進行了125 次周期循環漏源電壓掃描測試.圖4(b)給出了Vds掃描電壓在5 V 至 —5 V 范圍內,器件在125 個周期循環測試中Vds=0.6 V 時高低阻態的電阻值.從圖4(b)可以看出,隨著循環次數的增加,高低電阻值略微有上升趨勢,但總體保持穩定.在經過125 個周期循環后,器件的電阻開關比仍然保持在103左右.圖4(c)為MoS2記憶晶體管在室溫下高低阻態的保持特性(器件電阻的讀取電壓為0.6 V),HRS 和LRS 阻值隨時間保持穩定,但與圖4(a)相比,器件在放置一段時間后,保持特性測試的高低阻態的阻值均有輕微降低,可能是未封裝的器件在空氣環境下放置一段時間后其內部部分材料性能退化引起的.在3500 s 的時間內,器件開關比始終還維持在103左右,表明該記憶晶體管在連續工作的模式下具有良好的穩定性和耐久性.

圖5(a)是負柵壓調控下MoS2記憶晶體管的Id-Vds特性曲線,圖中箭頭方向為施加5 V 至 —5 V漏源電壓雙向掃描方向,器件表現出非易失性雙極性阻變行為.相對于零柵壓(如圖4(a)),Id-Vds曲線整體會向低電流方向移動,反映了高低阻態的阻值隨負柵極電壓的增加而增加,其原因在于負柵壓會導致源漏電極/n-MoS2界面處肖特基勢壘高度的增加[2,3],大大降低了MoS2溝道內的電子濃度,從而導致HRS 和LRS 的電阻增加.當Vds在0 V→+5 V→0 V 掃描,Vg=—3,—5,—7 V 時,器件的LRS電流降低至10—14A 量級,導致開關比隨負柵極電壓的增加嚴重降低,在Vds=0.6 V 時開關比甚至接近1.隨著負柵壓的增加,當漏源電壓0 V→—5 V→0 V 反向掃描時,LRS 的Id逐漸降低,HRS的Id幾乎趨于相同變化,導致器件在Vds為負值時的開關比逐漸減小.

圖5 不同柵壓下多層MoS2 記憶晶體管的阻變特性 (a) 柵壓Vg=—1,—3,—5,—7 V 時的Id-Vds 曲線;(b) 柵壓Vg=0,5,10,15,20 V 時的Id-Vds 曲線Fig.5.Resistance characteristics of multilayer MoS2 memtransistor under different gate voltages:(a) Id-Vds characteristics of the device at Vg=—1,—3,—5,—7 V;(b) Id-Vds characteristics of the device at Vg=0,5,10,15,20 V.

圖5(b)是正柵壓調控下MoS2記憶晶體管的阻變特性.相對于負柵壓(如圖5(a)),隨著正柵壓的增加,當漏源電壓0 V→—5 V→0 V 反向掃描時,LRS 的Id幾乎不變化,HRS 的Id逐漸增加.隨著正柵壓的增加,器件在Vds為負值時的開關比逐漸減小.而當Vds在0 V→+5 V→0 V 掃描時,器件的HRS 和LRS 的Id都相應增加,其原因在于正柵壓會抑制源漏電極/n-MoS2界面處的肖特基勢壘,引起MoS2溝道內的電子濃度大大提高.當正柵壓不太高(Vg≤ 7 V)時,正柵壓對器件的LRS影響更大,LRS 的Id相對HRS 的Id上升得更顯著[2,3],導致器件的電阻開關比隨正柵壓的增加而增加.當正柵壓較大(Vg≥ 10 V)時,隨著正柵壓的增加,HRS 的Id上升得也很顯著,甚至會超過LRS 的Id上升幅度,導致器件的電阻開關比隨正柵壓的增加反而會緩慢減小.

表1 列出了柵壓從0 V 增加到20 V 時器件在Vds=0.6 V 時HRS 和LRS 的阻值和開關比.當柵壓Vg從0 V 增加至7 V,HRS 電阻由1.82 ×1013Ω 變化至7.40 × 1012Ω,LRS 電阻由1.08 ×1010Ω 變化至4.74 × 107Ω,相應開關比由103增加至105.繼續增大正柵壓,HRS 和LRS 的阻值進一步降低,器件的開關比緩慢減小,但基本保持在105數量級.這表明在多層MoS2記憶晶體管的背柵施加正柵壓時,會引起MoS2溝道內電子濃度的提升,導致器件在LRS 和HRS 的電阻降低,但不同正柵壓對于HRS 和LRS 的影響程度不同.當Vg=0—7 V 時,HRS 對柵壓不敏感,其阻值變化很小,而LRS 的阻值會隨Vg的增加而顯著減小,從而引起開關比的極大提升,當Vg=7 V 時開關比最大達1.56 × 105;當Vg＞ 7 V 時,電阻開關比緩慢減小,基本保持在105量級.由于記憶晶體管的阻變材料是多層MoS2,相比于單層MoS2而言,多層MoS2不僅有著更低的禁帶寬度和較高的載流子濃度,而且界面質量對于器件的影響也相對較小.因此,多層MoS2記憶晶體管僅需+5 V 的設置電壓和—5 V 的重置電壓,便可完成HRS 與LRS之間的相互轉變;在正向柵壓調控時,較低的調控電壓可使器件溝道內的載流子濃度極大提高,導致開關比的提升超過100 倍(在Vg=7 V 時開關比達1.56 × 105).相比文獻[2]報道的單層MoS2記憶晶體管,設置/重置電壓±80 V,Vg=40 V 時開關比才約達102,本文所制備的多層MoS2記憶晶體管不僅具有低的設置/重置電壓,還表現出柵極電壓對器件電阻開關比的寬范圍(100—105)調控.

表1 不同正柵壓下器件的性能參數比較Table 1.Performance parameters of the device at different forward gate voltages.

3.3 器件的光場和電場協同調控

圖6(a)是背柵電壓為0 V 時,不同波長的光(各波長功率均為1.2 mW)照射下多層MoS2記憶晶體管的Id-Vds特性曲線,Vds掃描順序為0 V→+5 V→0 V→—5 V→0 V.當波長為200 nm 光照射時,器件的HRS 和LRS 的阻態轉變表現出了很明顯的雙極性阻變行為,但與無光照時(如圖4(a)所示)相比,循環掃描回滯減小顯著;波長為400和600 nm 光照射時,HRS 和LRS 的阻態轉變與無光照時相比有較大差異.當Vds由0 V→+5 V掃描時器件逐漸從HRS 切換到LRS,并在向0 V回掃時保持LRS,但在Vds由0 V→—5 V 掃描時,器件切換到HRS,隨著反向電壓增大到—5 V 時,又切換到LRS,隨后在—5 V→0 V 回掃時器件保持LRS.這表明400 和 600 nm 光照射時,器件的阻變行為由雙極性轉變成單極性.從圖6(a)還可以看出,此波長的光照射時,器件的電阻開關比很小.當入射光的波長由800 nm 增加到1200 nm時,器件的阻變行為又從單極性轉變成雙極性,且開關比又逐漸增加.

圖6 光場調控多層MoS2 記憶晶體管的阻變特性 (a) 不同波長光照射時器件的Id-Vds 曲線;(b) 不同波長光照射時器件的高低阻態阻值及開關比的變化Fig.6.Resistance characteristics of multilayer MoS2 memtransistor under the control of the light field:(a) Id-Vds characteristics of the device under different wavelength illumination;(b) the resistances of the device in high and low resistance states and the corresponding ON/OFF radio under different wavelength illumination.

圖6(b)是不同波長光照射下(各波長功率均為1.2 mW),漏源電壓Vds=0.6 V 時器件的高低阻態阻值及開關比的變化.可以看出在λ≤ 600 nm時器件HRS 和LRS 的阻值相比無光照時(高/低電阻為1.83 × 1012Ω/ 2.05 × 1010Ω)均有一定幅度的降低,尤其是在入射波長為400 和 600 nm時,HRS 和LRS 的阻值降低至106Ω 左右.器件阻變行為受光場調控的影響,主要歸因于光電導效應(PCE)[28].多層MoS2具有適中的帶隙(1.2—1.6 eV)和對紫外光、可見光有較強的吸收,導致光照射到多層MoS2時產生大量的自由載流子被金屬電極/MoS2的界面缺陷俘獲,從而極大地降低了肖特基勢壘的高度.在PCE 作用下器件的HRS和LRS 阻值迅速降低,導致開關比急劇減小.當入射波長大于800 nm 時,HRS 和LRS 的阻值逐漸增加.當入射波長增大至1200 nm 時,器件的高低阻態與無光照時相當,開關比增至103.其原因在于MoS2阻變層對紅外波段的光吸收隨著波長的增大而逐漸減弱,導致阻變層電導率的逐漸減小;而且隨著光波長的增加,光子的能量降低,導致光子激發的電子-空穴對隨之減少,從而引起高低阻態的電阻逐漸增大,但與LRS 阻變相比,器件在HRS 時的阻值增加更快.因而,在紅外光波照射時,隨著光波長的增加,器件的電阻開關比增加.

圖7 是光場和電場協同調控MoS2記憶晶體管的阻變特性.入射光的波長分別為200,400 和800 nm,入射功率均為1.2 mW.從圖7 可以看出,當入射光波長為200 nm 時,多層MoS2對其光吸收較強,導致溝道內光生載流子的濃度迅速升高,從而在器件的高低阻態產生較高電流,引起開關比的嚴重減小;此外,HRS 和LRS 對不同正柵壓的響應程度不同,在正柵壓下,MoS2溝道內的電子濃度增加,且源漏電極處肖特基勢壘被抑制.當柵壓在0—15 V 時,柵壓對HRS 影響很微弱,其阻值幾乎保持不變.但柵壓對LRS 影響很顯著,其阻值從4.9 × 108Ω 降低至3.1×106Ω.因此,開關比隨正向柵壓的增大而增大,當柵壓增至15 V 時開關比接近103;當繼續增加柵壓至20 V 時,溝道內載流子濃度趨于飽和,柵壓對HRS 和LRS 的調控能力減弱,器件開關比基本保持穩定;當加負柵壓時,隨著負柵壓的增加,溝道載流子濃度持續減小,HRS 和LRS 阻值增大,器件的開關比降低(＜ 2.6).當入射光波長為400 nm 時,由于MoS2對光的強烈吸收,導致溝道內光生載流子濃度很高,從而在正負柵壓下HRS 和LRS 的電流都很大,器件的開關比變得很小(＜ 2.20).當入射光波長增大至800 nm 時,由于MoS2對長波光的吸收逐漸減弱,溝道載流子濃度逐漸降低,導致高/低電阻升高至4.12 × 1012Ω/ 8.24 × 109Ω.在負柵壓調控下,此時光照對器件的影響極小,且負柵壓逐漸增大會引起源漏電極/n-MoS2界面處肖特基勢壘高度的增加,導致HRS 和LRS 電阻略有增加.但在正柵壓的調控下,器件的LRS 阻值(相比于零柵壓時)急劇減小,而HRS 對柵壓不敏感.因此,在20 V 的正柵壓下開關比達4.8 × 104.相比僅正柵壓調控,器件的開關比雖略有下降,但可實現光波長對器件的阻變特性調控,增加了器件的調控手段.

圖7 波長為200,400 和800 nm 光照射時,器件高低阻態的阻值隨柵壓的變化(a)和電阻開關比隨柵壓的變化(b)Fig.7.For incident light with 200,400 and 800 nm wavelengths,(a) the resistances of the device versus Vg in high and low resistance states and (b) the ON/OFF radio versus Vg.

最后,為了分析器件之間的性能差異,在相同工藝下制備了2#和3#器件,并與1#器件(圖1—圖7 的測試器件)進行比較.由圖8(a)可知,所有器件在Vg＞ 0 V 時開關比均有一定提升;在Vg＜0 V 時開關比隨負柵壓呈急劇降低趨勢.這種變化趨勢與圖5(a)和圖5(b)中基本一致,均是正負柵壓對源漏電極/n-MoS2界面處肖特基勢壘高度的調制而引起的.圖8(b)顯示了在不同波長光照下器件開關比的變化(光照功率保持在1.2 mW),研究表明光照的波長對器件的阻變行為有強烈的調控能力,可實現開關比在較寬范圍內變化.圖8(c)則給出了3 個器件在光場和電場協同調控下的阻變特性,入射光的波長分別為200,400 和800 nm,功率均為1.2 mW.可以發現在不同波長和柵壓組合調控下器件的開關比均可實現大范圍調節,且光場和電場組合調控對3 個器件的影響趨勢基本一致.綜合圖8 結果可知,不同器件之間開關比的差異,可以歸因于微機械剝離轉移得到的多層MoS2厚度和寬度有細微偏差,以及在轉移、光刻中引入的雜質缺陷具有不確定性等.以上分析表明,多層MoS2記憶晶體管具有良好的均一性,并且在電場、光場以及組合調控時3 個器件阻變性能的變化趨勢基本一致.

圖8 不同器件之間的性能對比 (a) 器件在不同柵壓下開關比的變化;(b) 器件在不同波長下開關比的變化;(c) 器件在200,400 和800 nm 光照射時,開關比隨柵壓的變化Fig.8.Performance comparison between different devices:(a) Switching ratio of the devices under different gate voltages; (b) switching ratio of devices at different wavelengths;(c) switching ratio varies with gate voltages at illumination wavelengths of 200,400 and 800 nm.

4 結論

本文通過微機械剝離法在SiO2/Si 襯底上制備了基于多層MoS2溝道材料的Au/Cr/MoS2/Cr/Au 背柵記憶晶體管,系統研究了電場、光場及其協同調制下器件的阻變開關特性和阻變機制.研究結果表明,多層MoS2記憶晶體管在電場調控下顯示出非易失性雙極性阻變行為,通過調節柵壓范圍(—7—+20 V),器件的開關比可實現大范圍(100—105)調控,器件在125 次循環測試和3500 s 阻變保持測試中表現出良好的穩定性和耐久性.在光場調控下,MoS2記憶晶體管可通過改變入射光的波長實現阻變特性在單極性和雙極性之間轉換,以及較大范圍內調制開關比(100—103).在光場和電場協同調控下,器件開關比的調制范圍增至100—4.8 × 104,表現出良好的開關特性和多端口調控能力.其光電協控的良好阻變開關特性可歸因于源漏電極/n-MoS2界面處電荷俘獲狀態和肖特基勢壘高度的變化,以及光生載流子引起的持續光電導效應.最后,對相同工藝下制備的3 個多層MoS2記憶晶體管的電性能進行了測試分析,發現在電場、光場以及組合調控時3 個器件的阻變性能的變化趨勢基本一致,表明器件具有良好的均一性.因此,低功耗、高穩定、光電協控的多層MoS2記憶晶體管不僅可以在光電多功能集成和更復雜存儲器件的運算中展現出極大的優勢,而且在存算一體化和神經突觸模擬等領域也具有潛在的發展前景和應用價值.