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Room-temperature ferroelectricity in van der Waals SnP_(2)S_(6)

Frontiers of physics 2024年第4期19卷 113-123页

作者： Chaowei He Jiantian Zhang Li Gong Peng Yu State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies Guangzhou Key Laboratory of Flexible Electronic Materials and Wearable Devices Nanotechnology Research Center School of Materials Science and EngineeringSun Yat-sen UniversityGuangzhou 510275China Instrumental Analysis and Research Center Sun Yat-sen UniversityGuangzhou 510275China

Two-dimensional(2D)ferroelectric materials,which possess electrically switchable spontaneous polarization and can be easily integrated with semiconductor technologies,is of utmost importance in the advancement of high-integration low-power *** the experimental discovery of certain 2D ferroelectric materials such as CuInP2S6 and In2Se3,achieving stable ferroelectricity at room temperature in these materials continues to present a significant ***,stable ferroelectric order at room temperature in the 2D limit is demonstrated in van der Waals SnP_(2)S_(6) atom layers,which can be fabricated via mechanical exfoliation of bulk SnP_(2)S_(6) *** polarization is observed in thin SnP_(2)S_(6) of~7 ***,a van der Waals ferroelectric field-effect transistor(Fe-FET)with ferroelectric SnP_(2)S_(6) as top-gate insulator and ptype WTe0.6Se1.4 as the channel was designed and fabricated successfully,which exhibits a clear clockwise hysteresis loop in transfer characteristics,demonstrating ferroelectric properties of SnP_(2)S_(6) atomic *** addition,a multilayer graphene/SnP_(2)S_(6)/multilayer graphene van der Waals vertical heterostructure phototransistor was also fabricated successfully,exhibiting improved optoelectronic performances with a responsivity(R)of 2.9 A/W and a detectivity(D)of 1.4×10^(12) *** results show that SnP_(2)S_(6) is a promising 2D ferroelectric material for ferroelectric-integrated low-power 2D devices.

关键词： two-dimensional ferroelectric materials ferroelectric fieldeffect transistors photodetectors

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