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Excitation-assisted pseudo-ferroelectric effect in ultrathin graphene/phosphorene heterostructure

Nano Research 2023年第11期16卷 12587-12593页

作者： Huan Lu Wanlin Guo State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures Key Laboratory for Intelligent Nano Materials and Devices of Ministry of Educationand Institute for Frontier ScienceNanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

pseudo-ferroelectric transistors have attracted particular interest owing to their applications in the non-volatile memories and neuromorphic circuits;however,it remains to be explored in the limit of few-layer *** we reveal a pseudo-ferroelectric phenomenon in the ultrathin graphene/black phosphorene(G/BP)heterostructure by first-principles *** forward an excitation-assisted mechanism,the ferroelectric-like hysteresis loop can be explained by a combined effect of the external electric fields dependent bipolarity and anisotropy in the G/BP *** the build-in electric field,the bipolar behavior results in the multistate effect of the G/BP heterostructure when modulating the applied electric *** anisotropic hybridization caused by the susceptible Dirac electrons in graphene and the large in-plane anisotropy in BP provides the interfacial states,which trap excitations and stabilize the *** pseudo-ferroelectric behavior should be useful for interpreting transport experiments in gated G/BP devices and exploring its applications in memories or synaptic devices.

关键词： pseudo-ferroelectric effect charge trapping graphene/phosphorene heterostructure first-principles calculations

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