Emerging Opportunities for 2D Semiconductor/Ferroelectric Transistor-Structure Devices.
2D semiconductors
ferroelectrics
nanodevices
nonvolatile memories
transistors
Journal
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
ISSN: 1521-4095
Titre abrégé: Adv Mater
Pays: Germany
ID NLM: 9885358
Informations de publication
Date de publication:
Mar 2021
Mar 2021
Historique:
revised:
26
09
2020
received:
19
08
2020
pubmed:
13
2
2021
medline:
13
2
2021
entrez:
12
2
2021
Statut:
ppublish
Résumé
Semiconductor technology, which is rapidly evolving, is poised to enter a new era for which revolutionary innovations are needed to address fundamental limitations on material and working principle level. 2D semiconductors inherently holding novel properties at the atomic limit show great promise to tackle challenges imposed by traditional bulk semiconductor materials. Synergistic combination of 2D semiconductors with functional ferroelectrics further offers new working principles, and is expected to deliver massively enhanced device performance for existing complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technologies and add unprecedented applications for next-generation electronics. Herein, recent demonstrations of novel device concepts based on 2D semiconductor/ferroelectric heterostructures are critically reviewed covering their working mechanisms, device construction, applications, and challenges. In particular, emerging opportunities of CMOS-process-compatible 2D semiconductor/ferroelectric transistor structure devices for the development of a rich variety of applications are discussed, including beyond-Boltzmann transistors, nonvolatile memories, neuromorphic devices, and reconfigurable nanodevices such as p-n homojunctions and self-powered photodetectors. It is concluded that 2D semiconductor/ferroelectric heterostructures, as an emergent heterogeneous platform, could drive many more exciting innovations for modern electronics, beyond the capability of ubiquitous silicon systems.
Identifiants
pubmed: 33577112
doi: 10.1002/adma.202005620
doi:
Types de publication
Journal Article
Review
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2005620Subventions
Organisme : Royal Society
Organisme : EPSRC
ID : EP/P031544/1
Organisme : EPSRC
ID : EP/P025803/1
Organisme : EPSRC
ID : EP/T027207/1
Informations de copyright
© 2021 Wiley-VCH GmbH.
Références
G. E. Moore, Proc. IEEE 1998, 86, 82.
R. H. Dennard, F. H. Gaensslen, V. L. Rideout, E. Bassous, A. R. LeBlanc, IEEE J. Solid-State Circuits 1974, 9, 256.
S. Salahuddin, K. Ni, S. Datta, Nat. Electron. 2018, 1, 442.
A. D. Franklin, Science 2015, 349, aab2750.
D. Akinwande, N. Petrone, J. Hone, Nat. Commun. 2014, 5, 5678.
D. Akinwande, C. Huyghebaert, C. H. Wang, M. I. Serna, S. Goossens, L. J. Li, H. P. Wong, F. H. L. Koppens, Nature 2019, 573, 507.
A. M. Ionescu, H. Riel, Nature 2011, 479, 329.
A. Sebastian, M. Le Gallo, R. Khaddam-Aljameh, E. Eleftheriou, Nat. Nanotechnol. 2020, 15, 529.
D. Lembke, S. Bertolazzi, A. Kis, Acc. Chem. Res. 2015, 48, 100.
S. Manzeli, D. Ovchinnikov, D. Pasquier, O. V. Yazyev, A. Kis, Nat. Rev. Mater. 2017, 2, 17033.
X. Jing, Y. Illarionov, E. Yalon, P. Zhou, T. Grasser, Y. Shi, M. Lanza, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1901971.
Z. Wang, T. Zhang, M. Ding, B. Dong, Y. Li, M. Chen, X. Li, J. Huang, H. Wang, X. Zhao, Y. Li, D. Li, C. Jia, L. Sun, H. Guo, Y. Ye, D. Sun, Y. Chen, T. Yang, J. Zhang, S. Ono, Z. Han, Z. Zhang, Nat. Nanotechnol. 2018, 13, 554.
Y. J. Zhang, T. Ideue, M. Onga, F. Qin, R. Suzuki, A. Zak, R. Tenne, J. H. Smet, Y. Iwasa, Nature 2019, 570, 349.
B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacometti, A. Kis, Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 147.
K. Choi, Y. T. Lee, S. Im, Nano Today 2016, 11, 626.
S. B. Desai, S. R. Madhvapathy, A. B. Sachid, J. P. Llinas, Q. Wang, G. H. Ahn, G. Pitner, M. J. Kim, J. Bokor, C. Hu, H.-S. P. Wong, A. Javey, Science 2016, 354, 99.
A. K. Geim, I. V. Grigorieva, Nature 2013, 499, 419.
K. T. Kang, J. Park, D. Suh, W. S. Choi, Adv. Mater. 2019, 31, 1803732.
D. Jariwala, T. J. Marks, M. C. Hersam, Nat. Mater. 2017, 16, 170.
T. Liu, S. Liu, K. H. Tu, H. Schmidt, L. Chu, D. Xiang, J. Martin, G. Eda, C. A. Ross, S. Garaj, Nat. Nanotechnol. 2019, 14, 223.
Y. Sun, R. Wang, K. Liu, Appl. Phys. Rev. 2017, 4, 011301.
M. Bibes, Nat. Mater. 2012, 11, 354.
J. F. Scott, Science 2007, 315, 954.
V. T. Tra, J. W. Chen, P. C. Huang, B. C. Huang, Y. Cao, C. H. Yeh, H. J. Liu, E. A. Eliseev, A. N. Morozovska, J. Y. Lin, Y. C. Chen, M. W. Chu, P. W. Chiu, Y. P. Chiu, L. Q. Chen, C. L. Wu, Y. H. Chu, Adv. Mater. 2013, 25, 3357.
D. Preziosi, M. Alexe, D. Hesse, M. Salluzzo, Phys. Rev. Lett. 2015, 115, 157401.
S. Salahuddin, S. Datta, Nano Lett. 2008, 8, 405.
S. M. Wu, S. A. Cybart, P. Yu, M. D. Rossell, J. X. Zhang, R. Ramesh, R. C. Dynes, Nat. Mater. 2010, 9, 756.
Z.-D. Luo, D.-S. Park, M.-M. Yang, M. Alexe, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 8276.
X. Gu, D. Lubyshev, J. Batzel, J. M. Fastenau, W. K. Liu, R. Pelzel, J. F. Magana, Q. Ma, L. P. Wang, P. Zhang, V. R. Rao, J. Vac. Sci. Technol., B 2009, 27, 1195.
D. H. A. Blank, M. Dekkers, G. Rijnders, J. Phys. D: Appl. Phys. 2014, 47, 034006.
M. Kondo, FUJITSU Sci. Technol. J. 2002, 38, 46.
J. W. Reiner, A. M. Kolpak, Y. Segal, K. F. Garrity, S. Ismail-Beigi, C. H. Ahn, F. J. Walker, Adv. Mater. 2010, 22, 2919.
S. R. Bakaul, C. R. Serrao, M. Lee, C. W. Yeung, A. Sarker, S. L. Hsu, A. K. Yadav, L. Dedon, L. You, A. I. Khan, J. D. Clarkson, C. Hu, R. Ramesh, S. Salahuddin, Nat. Commun. 2016, 7, 10547.
Y. Liu, Y. Huang, X. Duan, Nature 2019, 567, 323.
K. S. Novoselov, A. Mishchenko, A. Carvalho, A. H. Castro Neto, Science 2016, 353, aac9439.
C. Huyghebaert, T. Schram, Q. Smets, T. Kumar Agarwal, D. Verreck, S. Brems, A. Phommahaxay, D. Chiappe, S. El Kazzi, C. Lockhart de la Rosa, G. Arutchelvan, D. Cott, J. Ludwig, A. Gaur, S. Sutar, A. Leonhardt, D. Marinov, D. Lin, M. Caymax, I. Asselberghs, G. Pourtois, I. P. Radu, in 2018 IEEE Int. Electron Devices Meeting (IEDM), IEEE, Piscataway, NJ, USA 2018, https://doi.org/10.1109/IEDM.2018.8614679.
S. Dünkel, M. Trentzsch, R. Richter, P. Moll, C. Fuchs, O. Gehring, M. Majer, S. Wittek, B. Müller, T. Melde, H. Mulaosmanovic, S. Slesazeck, S. Müller, J. Ocker, M. Noack, D. Löhr, P. Polakowski, J. Müller, T. Mikolajick, J. Höntschel, B. Rice, J. Pellerin, S. Beyer, in 2017 IEEE Int. Electron Devices Meeting (IEDM), IEEE, Piscataway, NJ, USA 2017, https://doi.org/10.1109/IEDM.2017.8268425.
N. Setter, D. Damjanovic, L. Eng, G. Fox, S. Gevorgian, S. Hong, A. Kingon, H. Kohlstedt, N. Y. Park, G. B. Stephenson, I. Stolitchnov, A. K. Taganstev, D. V. Taylor, T. Yamada, S. Streiffer, J. Appl. Phys. 2006, 100, 051606.
W. Choi, N. Choudhary, G. H. Han, J. Park, D. Akinwande, Y. H. Lee, Mater. Today 2017, 20, 116.
M. Dawber, K. M. Rabe, J. F. Scott, Rev. Mod. Phys. 2005, 77, 1083.
A. Molle, J. Goldberger, M. Houssa, Y. Xu, S. C. Zhang, D. Akinwande, Nat. Mater. 2017, 16, 163.
K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov, Science 2004, 306, 666.
K. Kim, M. Yankowitz, B. Fallahazad, S. Kang, H. C. Movva, S. Huang, S. Larentis, C. M. Corbet, T. Taniguchi, K. Watanabe, S. K. Banerjee, B. J. LeRoy, E. Tutuc, Nano Lett. 2016, 16, 1989.
Y. Huang, E. Sutter, N. N. Shi, J. Zheng, T. Yang, D. Englund, H.-J. Gao, P. Sutter, ACS Nano 2015, 9, 10612.
M. Velicky, G. E. Donnelly, W. R. Hendren, S. McFarland, D. Scullion, W. J. I. DeBenedetti, G. C. Correa, Y. Han, A. J. Wain, M. A. Hines, D. A. Muller, K. S. Novoselov, H. D. Abruna, R. M. Bowman, E. J. G. Santos, F. Huang, ACS Nano 2018, 12, 10463.
S. B. Desai, S. R. Madhvapathy, M. Amani, D. Kiriya, M. Hettick, M. Tosun, Y. Zhou, M. Dubey, J. W. Ager III, D. Chrzan, A. Javey, Adv. Mater. 2016, 28, 4053.
K. Kang, K. H. Lee, Y. Han, H. Gao, S. Xie, D. A. Muller, J. Park, Nature 2017, 550, 229.
J. Zhou, J. Lin, X. Huang, Y. Zhou, Y. Chen, J. Xia, H. Wang, Y. Xie, H. Yu, J. Lei, D. Wu, F. Liu, Q. Fu, Q. Zeng, C. H. Hsu, C. Yang, L. Lu, T. Yu, Z. Shen, H. Lin, B. I. Yakobson, Q. Liu, K. Suenaga, G. Liu, Z. Liu, Nature 2018, 556, 355.
K. Kang, S. Xie, L. Huang, Y. Han, P. Y. Huang, K. F. Mak, C. J. Kim, D. Muller, J. Park, Nature 2015, 520, 656.
E. Xenogiannopoulou, P. Tsipas, K. E. Aretouli, D. Tsoutsou, S. A. Giamini, C. Bazioti, G. P. Dimitrakopulos, P. Komninou, S. Brems, C. Huyghebaert, I. P. Radu, A. Dimoulas, Nanoscale 2015, 7, 7896.
T. Jurca, M. J. Moody, A. Henning, J. D. Emery, B. Wang, J. M. Tan, T. L. Lohr, L. J. Lauhon, T. J. Marks, Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 4991.
D. J. Late, P. A. Shaikh, R. Khare, R. V. Kashid, M. Chaudhary, M. A. More, S. B. Ogale, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 15881.
V. K. Sangwan, D. Jariwala, I. S. Kim, K. S. Chen, T. J. Marks, L. J. Lauhon, M. C. Hersam, Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 403.
H. Li, Y. Li, A. Aljarb, Y. Shi, L. J. Li, Chem. Rev. 2018, 118, 6134.
P. Tian, L. Tang, K. S. Teng, J. Xiang, S. P. Lau, Adv. Mater. Technol. 2019, 4, 1900007.
S. R. Singamaneni, J. T. Prater, J. Narayan, Appl. Phys. Rev. 2016, 3, 031301.
A. L. Bennett-Jackson, M. Falmbigl, K. Hantanasirisakul, Z. Gu, D. Imbrenda, A. V. Plokhikh, A. Will-Cole, C. Hatter, L. Wu, B. Anasori, Y. Gogotsi, J. E. Spanier, Nanoscale 2019, 11, 622.
Y.-H. Chu, npj Quantum Mater. 2017, 2, 67.
M. H. Park, Y. H. Lee, H. J. Kim, Y. J. Kim, T. Moon, K. D. Kim, J. Muller, A. Kersch, U. Schroeder, T. Mikolajick, C. S. Hwang, Adv. Mater. 2015, 27, 1811.
T. Li, A. Lipatov, H. Lu, H. Lee, J. W. Lee, E. Torun, L. Wirtz, C. B. Eom, J. Iniguez, A. Sinitskii, A. Gruverman, Nat. Commun. 2018, 9, 3344.
A. Lipatov, T. Li, N. S. Vorobeva, A. Sinitskii, A. Gruverman, Nano Lett. 2019, 19, 3194.
Z.-D. Luo, X. Xia, M.-M. Yang, N. R. Wilson, A. Gruverman, M. Alexe, ACS Nano 2020, 14, 746.
T. Li, P. Sharma, A. Lipatov, H. Lee, J. W. Lee, M. Y. Zhuravlev, T. R. Paudel, Y. A. Genenko, C. B. Eom, E. Y. Tsymbal, A. Sinitskii, A. Gruverman, Nano Lett. 2017, 17, 922.
C. Ko, Y. Lee, Y. Chen, J. Suh, D. Fu, A. Suslu, S. Lee, J. D. Clarkson, H. S. Choe, S. Tongay, R. Ramesh, J. Wu, Adv. Mater. 2016, 28, 2923.
Y. Liu, Q. Wang, Adv. Sci. 2020, 7, 1902468.
I. Stolichnov, S. W. Riester, E. Mikheev, N. Setter, A. W. Rushforth, K. W. Edmonds, R. P. Campion, C. T. Foxon, B. L. Gallagher, T. Jungwirth, H. J. Trodahl, Nanotechnology 2011, 22, 254004.
A. Laudari, J. Barron, A. Pickett, S. Guha, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 26757.
I. Bae, S. K. Hwang, R. H. Kim, S. J. Kang, C. Park, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 10696.
X. Wang, C. Liu, Y. Chen, G. Wu, X. Yan, H. Huang, P. Wang, B. Tian, Z. Hong, Y. Wang, S. Sun, H. Shen, T. Lin, W. Hu, M. Tang, P. Zhou, J. Wang, J. Sun, X. Meng, J. Chu, Z. Li, 2D Mater. 2017, 4, 025036.
S. Yan, H. Huang, Z. Xie, G. Ye, X. X. Li, T. Taniguchi, K. Watanabe, Z. Han, X. Chen, J. Wang, J. H. Chen, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 42358.
X. Wang, Y. Chen, G. Wu, D. Li, L. Tu, S. Sun, H. Shen, T. Lin, Y. Xiao, M. Tang, W. Hu, L. Liao, P. Zhou, J. Sun, X. Meng, J. Chu, J. Wang, npj 2D Mater. Appl. 2017, 1, 38.
H. S. Lee, S. W. Min, M. K. Park, Y. T. Lee, P. J. Jeon, J. H. Kim, S. Ryu, S. Im, Small 2012, 8, 3111.
M. Si, P. Y. Liao, G. Qiu, Y. Duan, P. D. Ye, ACS Nano 2018, 12, 6700.
X. Wang, P. Yu, Z. Lei, C. Zhu, X. Cao, F. Liu, L. You, Q. Zeng, Y. Deng, C. Zhu, J. Zhou, Q. Fu, J. Wang, Y. Huang, Z. Liu, Nat. Commun. 2019, 10, 3037.
F. Wang, J. Liu, W. Huang, R. Cheng, L. Yin, J. Wang, M. G. Sendeku, Y. Zhang, X. Zhan, C. Shan, Z. Wang, J. He, Sci. Bull. 2020, 65, 1444.
X. Hong, J. Phys. Condens. Matter 2016, 28, 103003.
D. G. Schlom, S. Guha, S. Datta, MRS Bull. 2008, 33, 1017.
N. A. Spaldin, Science 2004, 304, 1606.
S. S. Cheema, D. Kwon, N. Shanker, R. Dos Reis, S. L. Hsu, J. Xiao, H. Zhang, R. Wagner, A. Datar, M. R. McCarter, C. R. Serrao, A. K. Yadav, G. Karbasian, C. H. Hsu, A. J. Tan, L. C. Wang, V. Thakare, X. Zhang, A. Mehta, E. Karapetrova, R. V. Chopdekar, P. Shafer, E. Arenholz, C. Hu, R. Proksch, R. Ramesh, J. Ciston, S. Salahuddin, Nature 2020, 580, 478.
N. Higashitarumizu, H. Kawamoto, C. J. Lee, B. H. Lin, F. H. Chu, I. Yonemori, T. Nishimura, K. Wakabayashi, W. H. Chang, K. Nagashio, Nat. Commun. 2020, 11, 2428.
A. Allain, J. Kang, K. Banerjee, A. Kis, Nat. Mater. 2015, 14, 1195.
Y. Liu, J. Guo, E. Zhu, L. Liao, S. J. Lee, M. Ding, I. Shakir, V. Gambin, Y. Huang, X. Duan, Nature 2018, 557, 696.
Y. Wang, J. C. Kim, R. J. Wu, J. Martinez, X. Song, J. Yang, F. Zhao, A. Mkhoyan, H. Y. Jeong, M. Chhowalla, Nature 2019, 568, 70.
X. Zheng, A. Calò, E. Albisetti, X. Liu, A. S. M. Alharbi, G. Arefe, X. Liu, M. Spieser, W. J. Yoo, T. Taniguchi, K. Watanabe, C. Aruta, A. Ciarrocchi, A. Kis, B. S. Lee, M. Lipson, J. Hone, D. Shahrjerdi, E. Riedo, Nat. Electron. 2019, 2, 17.
J. Wang, Q. Yao, C. W. Huang, X. Zou, L. Liao, S. Chen, Z. Fan, K. Zhang, W. Wu, X. Xiao, C. Jiang, W. W. Wu, Adv. Mater. 2016, 28, 8302.
Z. Yang, C. Kim, K. Y. Lee, M. Lee, S. Appalakondaiah, C. H. Ra, K. Watanabe, T. Taniguchi, K. Cho, E. Hwang, J. Hone, W. J. Yoo, Adv. Mater. 2019, 31, 1808231.
S. S. Chee, D. Seo, H. Kim, H. Jang, S. Lee, S. P. Moon, K. H. Lee, S. W. Kim, H. Choi, M. H. Ham, Adv. Mater. 2019, 31, 1804422.
H.-J. Chuang, B. Chamlagain, M. Koehler, M. M. Perera, J. Yan, D. Mandrus, D. Tománek, Z. Zhou, Nano Lett. 2016, 16, 1896.
Y. Balaji, Q. Smets, Á. Śzabo, M. Mascaro, D. Lin, I. Asselberghs, I. Radu, M. Luisier, G. Groeseneken, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1905970.
S. Cho, S. Kim, J. H. Kim, J. Zhao, J. Seok, D. H. Keum, J. Baik, D.-H. Choe, K. J. Chang, K. Suenaga, S. W. Kim, Y. H. Lee, H. Yang, Science 2015, 349, 625.
Y. Jung, M. S. Choi, A. Nipane, A. Borah, B. Kim, A. Zangiabadi, T. Taniguchi, K. Watanabe, W. J. Yoo, J. Hone, J. T. Teherani, Nat. Electron. 2019, 2, 187.
D. S. Schulman, A. J. Arnold, S. Das, Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 3037.
L. Pintilie, I. Vrejoiu, D. Hesse, G. LeRhun, M. Alexe, Phys. Rev. B 2007, 75, 104103.
L. Pintilie, I. Vrejoiu, D. Hesse, M. Alexe, J. Appl. Phys. 2008, 104, 114101.
Y. Takahashi, A. Kitahama, T. Furukawa, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2004, 11, 227.
M. H. Yusuf, B. Nielsen, M. Dawber, X. Du, Nano Lett. 2014, 14, 5437.
Z. Lu, C. Serrao, A. I. Khan, L. You, J. C. Wong, Y. Ye, H. Zhu, X. Zhang, S. Salahuddin, Appl. Phys. Lett. 2017, 111, 023104.
H. Lu, A. Lipatov, S. Ryu, D. J. Kim, H. Lee, M. Y. Zhuravlev, C. B. Eom, E. Y. Tsymbal, A. Sinitskii, A. Gruverman, Nat. Commun. 2014, 5, 5518.
M. T. Bohr, I. A. Young, IEEE Micro 2017, 37, 20.
D. Sarkar, X. Xie, W. Liu, W. Cao, J. Kang, Y. Gong, S. Kraemer, P. M. Ajayan, K. Banerjee, Nature 2015, 526, 91.
J. D. Meindl, Q. Chen, J. A. Davis, Science 2001, 293, 2044.
J. Jo, W. Y. Choi, J. D. Park, J. W. Shim, H. Y. Yu, C. Shin, Nano Lett. 2015, 15, 4553.
J. H. Kim, Z. C. Y. Chen, S. Kwon, J. Xiang, Nano Lett. 2014, 14, 1687.
S. Saikin, M. Shen, M. C. Cheng, IEEE Trans. Nanotechnol. 2004, 3, 173.
A. I. Khan, D. Bhowmik, P. Yu, S. Joo Kim, X. Pan, R. Ramesh, S. Salahuddin, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 113501.
A. I. Khan, K. Chatterjee, B. Wang, S. Drapcho, L. You, C. Serrao, S. R. Bakaul, R. Ramesh, S. Salahuddin, Nat. Mater. 2015, 14, 182.
J. Íñiguez, P. Zubko, I. Luk'yanchuk, A. Cano, Nat. Rev. Mater. 2019, 4, 243.
A. K. Yadav, K. X. Nguyen, Z. Hong, P. Garcia-Fernandez, P. Aguado-Puente, C. T. Nelson, S. Das, B. Prasad, D. Kwon, S. Cheema, A. I. Khan, C. Hu, J. Iniguez, J. Junquera, L. Q. Chen, D. A. Muller, R. Ramesh, S. Salahuddin, Nature 2019, 565, 468.
M. Hoffmann, F. P. G. Fengler, M. Herzig, T. Mittmann, B. Max, U. Schroeder, R. Negrea, P. Lucian, S. Slesazeck, T. Mikolajick, Nature 2019, 565, 464.
A. Cano, D. Jiménez, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 133509.
W. Cao, K. Banerjee, Nat. Commun. 2020, 11, 196.
Z. Krivokapic, U. Rana, R. Galatage, A. Razavieh, A. Aziz, J. Liu, J. Shi, H. J. Kim, R. Sporer, C. Serrao, A. Busquet, P. Polakowski, J. Müller, W. Kleemeier, A. Jacob, D. Brown, A. Knorr, R. Carter, S. Banna, in 2017 IEEE Int. Electron Devices Meeting (IEDM), IEEE, Piscataway, NJ, USA 2017, https://doi.org/10.1109/IEDM.2017.8268393.
Y. Liu, J. Guo, Y. Wu, E. Zhu, N. O. Weiss, Q. He, H. Wu, H. C. Cheng, Y. Xu, I. Shakir, Y. Huang, X. Duan, Nano Lett. 2016, 16, 6337.
L. Tu, X. Wang, J. Wang, X. Meng, J. Chu, Adv. Electron. Mater. 2018, 4, 1800231.
A. I. Khan, C. W. Yeung, C. Hu, S. Salahuddin, in 2011 Int. Electron Devices Meeting, IEEE, Piscataway, NJ, USA 2011, https://doi.org/10.1109/IEDM.2011.6131532.
F. A. McGuire, Z. Cheng, K. Price, A. D. Franklin, Appl. Phys. Lett. 2016, 109, 093101.
M. I. B. Utama, H. Kleemann, W. Zhao, C. S. Ong, F. H. da Jornada, D. Y. Qiu, H. Cai, H. Li, R. Kou, S. Zhao, S. Wang, K. Watanabe, T. Taniguchi, S. Tongay, A. Zettl, S. G. Louie, F. Wang, Nat. Electron. 2019, 2, 60.
D. Kufer, G. Konstantatos, Nano Lett. 2015, 15, 7307.
A. Saeidi, F. Jazaeri, I. Stolichnov, C. C. Enz, A. M. Ionescu, Sci. Rep. 2019, 9, 9105.
W. X. You, P. Su, IEEE Trans. Electron Devices 2017, 64, 3476.
M. Hoffmann, M. Pesic, S. Slesazeck, U. Schroeder, T. Mikolajick, Nanoscale 2018, 10, 10891.
X. Liu, R. Liang, G. Gao, C. Pan, C. Jiang, Q. Xu, J. Luo, X. Zou, Z. Yang, L. Liao, Z. L. Wang, Adv. Mater. 2018, 30, 1800932.
A. Nguyen, P. Sharma, T. Scott, E. Preciado, V. Klee, D. Sun, I. H. Lu, D. Barroso, S. Kim, V. Y. Shur, A. R. Akhmatkhanov, A. Gruverman, L. Bartels, P. A. Dowben, Nano Lett. 2015, 15, 3364.
J. W. Chen, S. T. Lo, S. C. Ho, S. S. Wong, T. H. Vu, X. Q. Zhang, Y. D. Liu, Y. Y. Chiou, Y. X. Chen, J. C. Yang, Y. C. Chen, Y. H. Chu, Y. H. Lee, C. J. Chung, T. M. Chen, C. H. Chen, C. L. Wu, Nat. Commun. 2018, 9, 3143.
C. Zhou, X. Wang, S. Raju, Z. Lin, D. Villaroman, B. Huang, H. L. Chan, M. Chan, Y. Chai, Nanoscale 2015, 7, 8695.
D. P. Kumah, J. H. Ngai, L. Kornblum, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1901597.
Z. Li, X. Guo, H. B. Lu, Z. Zhang, D. Song, S. Cheng, M. Bosman, J. Zhu, Z. Dong, W. Zhu, Adv. Mater. 2014, 26, 7185.
Z.-D. Luo, J. J. P. Peters, A. M. Sanchez, M. Alexe, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 23313.
D. Lu, D. J. Baek, S. S. Hong, L. F. Kourkoutis, Y. Hikita, H. Y. Hwang, Nat. Mater. 2016, 15, 1255.
T. S. Bscke, J. Miiller, D. Brauhaus, U. Schroder, U. Bottger, Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 102903.
Q. Luo, Y. Cheng, J. Yang, R. Cao, H. Ma, Y. Yang, R. Huang, W. Wei, Y. Zheng, T. Gong, J. Yu, X. Xu, P. Yuan, X. Li, L. Tai, H. Yu, D. Shang, Q. Liu, B. Yu, Q. Ren, H. Lv, M. Liu, Nat. Commun. 2020, 11, 1391.
D. Kwon, K. Chatterjee, A. J. Tan, A. K. Yadav, H. Zhou, A. B. Sachid, R. D. Reis, C. Hu, S. Salahuddin, IEEE Electron Device Lett. 2018, 39, 300.
M. Si, C. J. Su, C. Jiang, N. J. Conrad, H. Zhou, K. D. Maize, G. Qiu, C. T. Wu, A. Shakouri, M. A. Alam, P. D. Ye, Nat. Nanotechnol. 2018, 13, 24.
M. Si, C. Jiang, W. Chung, Y. Du, M. A. Alam, P. D. Ye, Nano Lett. 2018, 18, 3682.
M. McMillen, A. M. Douglas, T. M. Correia, P. M. Weaver, M. G. Cain, J. M. Gregg, Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 242909.
P. Maksymovych, S. Jesse, P. Yu, R. Ramesh, A. P. Baddorf, S. V. Kalinin, Science 2009, 324, 1421.
H. Yamada, A. Tsurumaki-Fukuchi, M. Kobayashi, T. Nagai, Y. Toyosaki, H. Kumigashira, A. Sawa, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 2708.
D. D. Fong, A. M. Kolpak, J. A. Eastman, S. K. Streiffer, P. H. Fuoss, G. B. Stephenson, C. Thompson, D. M. Kim, K. J. Choi, C. B. Eom, I. Grinberg, A. M. Rappe, Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 127601.
D. G. Purdie, N. M. Pugno, T. Taniguchi, K. Watanabe, A. C. Ferrari, A. Lombardo, Nat. Commun. 2018, 9, 5387.
S. J. Haigh, A. Gholinia, R. Jalil, S. Romani, L. Britnell, D. C. Elias, K. S. Novoselov, L. A. Ponomarenko, A. K. Geim, R. Gorbachev, Nat. Mater. 2012, 11, 764.
S. Yuan, X. Luo, H. L. Chan, C. Xiao, Y. Dai, M. Xie, J. Hao, Nat. Commun. 2019, 10, 1775.
F. Xue, X. He, J. R. D. Retamal, A. Han, J. Zhang, Z. Liu, J. K. Huang, W. Hu, V. Tung, J. H. He, L. J. Li, X. Zhang, Adv. Mater. 2019, 31, 1901300.
F. Liu, L. You, K. L. Seyler, X. Li, P. Yu, J. Lin, X. Wang, J. Zhou, H. Wang, H. He, S. T. Pantelides, W. Zhou, P. Sharma, X. Xu, P. M. Ajayan, J. Wang, Z. Liu, Nat. Commun. 2016, 7, 12357.
J. J. Yang, D. B. Strukov, D. R. Stewart, Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 13.
D. S. Jeong, C. S. Hwang, Adv. Mater. 2018, 30, 1704729.
H. S. P. Wong, S. Salahuddin, Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 191.
V. K. Sangwan, M. C. Hersam, Nat. Nanotechnol. 2020, 15, 517.
D. Ielmini, H. S. P. Wong, Nat. Electron. 2018, 1, 333.
Q. Xia, J. J. Yang, Nat. Mater. 2019, 18, 309.
H. S. P. Wong, S. Raoux, S. Kim, J. Liang, J. P. Reifenberg, B. Rajendran, M. Asheghi, K. E. Goodson, Proc. IEEE 2010, 98, 2201.
T. Ohno, T. Hasegawa, T. Tsuruoka, K. Terabe, J. K. Gimzewski, M. Aono, Nat. Mater. 2011, 10, 591.
Z. Wang, S. Joshi, S. E. Savel'ev, H. Jiang, R. Midya, P. Lin, M. Hu, N. Ge, J. P. Strachan, Z. Li, Q. Wu, M. Barnell, G. L. Li, H. L. Xin, R. S. Williams, Q. Xia, J. J. Yang, Nat. Mater. 2017, 16, 101.
L. Thomas, G. Jan, J. Zhu, H. Liu, Y.-J. Lee, S. Le, R.-Y. Tong, K. Pi, Y.-J. Wang, D. Shen, J. Appl. Phys. 2014, 115, 172615.
T. Mikolajick, U. Schroeder, S. Slesazeck, IEEE Trans. Electron Devices 2020, 67, 1434.
V. Garcia, M. Bibes, Nat. Commun. 2014, 5, 4289.
J. Scott, Nat. Mater. 2007, 6, 256.
Y. Nishitani, Y. Kaneko, M. Ueda, T. Morie, E. Fujii, J. Appl. Phys. 2012, 111, 124108.
S. Mathews, R. Ramesh, T. Venkatesan, J. Benedetto, Science 1997, 276, 238.
W. Fu, Z. Xu, X. Bai, C. Gu, E. Wang, Nano Lett. 2009, 9, 921.
S.-Y. Wu, IEEE Trans. Electron Devices 1974, 21, 499.
S. L. Miller, P. J. McWhorter, J. Appl. Phys. 1992, 72, 5999.
Y. Wang, J. Xiao, H. Zhu, Y. Li, Y. Alsaid, K. Y. Fong, Y. Zhou, S. Wang, W. Shi, Y. Wang, A. Zettl, E. J. Reed, X. Zhang, Nature 2017, 550, 487.
T. Mikolajick, C. Dehm, W. Hartner, I. Kasko, M. J. Kastner, N. Nagel, M. Moert, C. Mazure, Microelectron. Reliab. 2001, 41, 947.
T. Sakuma, S. Yamamichi, S. Matsubara, H. Yamaguchi, Y. Miyasaka, Appl. Phys. Lett. 1990, 57, 2431.
X. Wang, P. Wang, J. Wang, W. Hu, X. Zhou, N. Guo, H. Huang, S. Sun, H. Shen, T. Lin, M. Tang, L. Liao, A. Jiang, J. Sun, X. Meng, X. Chen, W. Lu, J. Chu, Adv. Mater. 2015, 27, 6575.
Y. T. Lee, H. Kwon, J. S. Kim, H.-H. Kim, Y. J. Lee, J. A. Lim, Y.-W. Song, Y. Yi, W.-K. Choi, D. K. Hwang, S. Im, ACS Nano 2015, 9, 10394.
J. Li, B. Nagaraj, H. Liang, W. Cao, C. H. Lee, R. Ramesh, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 1174.
D. Zhang, D. Sando, P. Sharma, X. Cheng, F. Ji, V. Govinden, M. Weyland, V. Nagarajan, J. Seidel, Nat. Commun. 2020, 11, 349.
S. Zhou, L. You, A. Chaturvedi, S. A. Morris, J. S. Herrin, N. Zhang, A. Abdelsamie, Y. Hu, J. Chen, Y. Zhou, S. Dong, J. Wang, Mater. Horiz. 2020, 7, 263.
O. Auciello, J. F. Scott, R. Ramesh, Phys. Today 1998, 51, 22.
J. C. Scott, Science 2004, 304, 62.
F. Peter, K. Szot, R. Waser, B. Reichenberg, S. Tiedke, J. Szade, Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 2896.
D. Y. He, L. J. Qiao, A. A. Volinsky, Y. Bai, M. Wu, W. Y. Chu, Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 062905.
C. Baeumer, D. Saldana-Greco, J. M. Martirez, A. M. Rappe, M. Shim, L. W. Martin, Nat. Commun. 2015, 6, 6136.
J. Gao, B. Li, J. Tan, P. Chow, T. M. Lu, N. Koratkar, ACS Nano 2016, 10, 2628.
J. C. Kotsakidis, Q. Zhang, A. L. Vazquez de Parga, M. Currie, K. Helmerson, D. K. Gaskill, M. S. Fuhrer, Nano Lett. 2019, 19, 5205.
X. Cui, G. H. Lee, Y. D. Kim, G. Arefe, P. Y. Huang, C. H. Lee, D. A. Chenet, X. Zhang, L. Wang, F. Ye, F. Pizzocchero, B. S. Jessen, K. Watanabe, T. Taniguchi, D. A. Muller, T. Low, P. Kim, J. Hone, Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 534.
Z. Xiao-Wen, X. Dan, X. Jian-Long, S. Yi-Lin, L. Xian, Z. Cheng, D. Rui-Xuan, Z. Yuan-Fan, L. Xin-Ming, L. Xiao, Z. Hong-Wei, IEEE Electron Device Lett. 2015, 36, 784.
Y. Jeong, H. J. Jin, J. H. Park, Y. Cho, M. Kim, S. Hong, W. Jo, Y. Yi, S. Im, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1908210.
W. Huang, F. Wang, L. Yin, R. Cheng, Z. Wang, M. G. Sendeku, J. Wang, N. Li, Y. Yao, J. He, Adv. Mater. 2020, 32, 1908040.
L. O. Chua, S. M. Kang, Proc. IEEE 1976, 64, 209.
S. Oh, H. Hwang, I. K. Yoo, APL Mater. 2019, 7, 091109.
G. Indiveri, S.-C. Liu, Proc. IEEE 2015, 103, 1379.
H. Ishiwara, Jpn. J. Appl. Phys. 1993, 32, 442.
G. Catalan, J. Seidel, R. Ramesh, J. F. Scott, Rev. Mod. Phys. 2012, 84, 119.
D. Lee, S. M. Yang, T. H. Kim, B. C. Jeon, Y. S. Kim, J. G. Yoon, H. N. Lee, S. H. Baek, C. B. Eom, T. W. Noh, Adv. Mater. 2012, 24, 402.
S. Boyn, J. Grollier, G. Lecerf, B. Xu, N. Locatelli, S. Fusil, S. Girod, C. Carrétéro, K. Garcia, S. Xavier, Nat. Commun. 2017, 8, 14736.
A. Chanthbouala, V. Garcia, R. O. Cherifi, K. Bouzehouane, S. Fusil, X. Moya, S. Xavier, H. Yamada, C. Deranlot, N. D. Mathur, M. Bibes, A. Barthelemy, J. Grollier, Nat. Mater. 2012, 11, 860.
Z.-D. Luo, G. Apachitei, M.-M. Yang, J. J. P. Peters, A. M. Sanchez, M. Alexe, Appl. Phys. Lett. 2018, 112, 102905.
L. J. McGilly, P. Yudin, L. Feigl, A. K. Tagantsev, N. Setter, Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 145.
K. Lee, H. J. Lee, T. Y. Lee, H. H. Lim, M. S. Song, H. K. Yoo, D. I. Suh, J. G. Lee, Z. Zhu, A. Yoon, M. R. MacDonald, X. Lei, K. Park, J. Park, J. H. Lee, S. C. Chae, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 38929.
Y. Zhang, Z. Wang, J. Zhu, Y. Yang, M. Rao, W. Song, Y. Zhuo, X. Zhang, M. Cui, L. Shen, R. Huang, J. Joshua Yang, Appl. Phys. Rev. 2020, 7, 011308.
D. Kuzum, S. Yu, H. S. Wong, Nanotechnology 2013, 24, 382001.
L. Chen, L. Wang, Y. Peng, X. Feng, S. Sarkar, S. Li, B. Li, L. Liu, K. Han, X. Gong, J. Chen, Y. Liu, G. Han, K. W. Ang, Adv. Electron. Mater. 2020, 6, 2000057.
L. F. Abbott, S. B. Nelson, Nat. Neurosci. 2000, 3, 1178.
S.-R. Zhang, L. Zhou, J.-Y. Mao, Y. Ren, J.-Q. Yang, G.-H. Yang, X. Zhu, S.-T. Han, V. A. L. Roy, Y. Zhou, Adv. Mater. Technol. 2019, 4, 1800342.
B. Tian, L. Liu, M. Yan, J. Wang, Q. Zhao, N. Zhong, P. Xiang, L. Sun, H. Peng, H. Shen, T. Lin, B. Dkhil, X. Meng, J. Chu, X. Tang, C. Duan, Adv. Electron. Mater. 2019, 5, 1800600.
B. Linares-Barranco, T. Serrano-Gotarredona, Nat. Prec. 2009, https://doi.org/10.1038/npre.2009.3010.1.
G. Q. Bi, M. M. Poo, J. Neurosci. 1998, 18, 10464.
M. Prezioso, M. R. Mahmoodi, F. M. Bayat, H. Nili, H. Kim, A. Vincent, D. B. Strukov, Nat. Commun. 2018, 9, 5311.
T. Chang, S.-H. Jo, W. Lu, ACS Nano 2011, 5, 7669.
Y. Shi, X. Liang, B. Yuan, V. Chen, H. Li, F. Hui, Z. Yu, F. Yuan, E. Pop, H. S. P. Wong, M. Lanza, Nat. Electron. 2018, 1, 458.
C. Yoon, J. H. Lee, S. Lee, J. H. Jeon, J. T. Jang, D. H. Kim, Y. H. Kim, B. H. Park, Nano Lett. 2017, 17, 1949.
F. Zhou, Z. Zhou, J. Chen, T. H. Choy, J. Wang, N. Zhang, Z. Lin, S. Yu, J. Kang, H. S. P. Wong, Y. Chai, Nat. Nanotechnol. 2019, 14, 776.
S. Seo, S. H. Jo, S. Kim, J. Shim, S. Oh, J. H. Kim, K. Heo, J. W. Choi, C. Choi, S. Oh, D. Kuzum, H. P. Wong, J. H. Park, Nat. Commun. 2018, 9, 5106.
B. P. Brown, L. Picco, M. J. Miles, C. F. Faul, Small 2015, 11, 5054.
J. Song, M. A. Hempenius, H. J. Chung, G. J. Vancso, Nanoscale 2015, 7, 9970.
S. Goswami, S. Nandy, A. N. Banerjee, A. Kiazadeh, G. R. Dillip, J. V. Pinto, S. W. Joo, R. Martins, E. Fortunato, Adv. Mater. 2017, 29, 1703079.
C. Cen, S. Thiel, G. Hammerl, C. W. Schneider, K. E. Andersen, C. S. Hellberg, J. Mannhart, J. Levy, Nat. Mater. 2008, 7, 298.
G. Cheng, P. F. Siles, F. Bi, C. Cen, D. F. Bogorin, C. W. Bark, C. M. Folkman, J. W. Park, C. B. Eom, G. Medeiros-Ribeiro, J. Levy, Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 343.
V. Garcia, S. Fusil, K. Bouzehouane, S. Enouz-Vedrenne, N. D. Mathur, A. Barthelemy, M. Bibes, Nature 2009, 460, 81.
Y. Xie, C. Bell, Y. Hikita, H. Y. Hwang, Adv. Mater. 2011, 23, 1744.
A. Gruverman, M. Alexe, D. Meier, Nat. Commun. 2019, 10, 1661.
H. Lu, B. Wang, T. Li, A. Lipatov, H. Lee, A. Rajapitamahuni, R. Xu, X. Hong, S. Farokhipoor, L. W. Martin, C. B. Eom, L. Q. Chen, A. Sinitskii, A. Gruverman, Nano Lett. 2016, 16, 6460.
L. Lv, F. Zhuge, F. Xie, X. Xiong, Q. Zhang, N. Zhang, Y. Huang, T. Zhai, Nat. Commun. 2019, 10, 3331.
G. Wu, B. Tian, L. Liu, W. Lv, S. Wu, X. Wang, Y. Chen, J. Li, Z. Wang, S. Wu, H. Shen, T. Lin, P. Zhou, Q. Liu, C. Duan, S. Zhang, X. Meng, S. Wu, W. Hu, X. Wang, J. Chu, J. Wang, Nat. Electron. 2020, 3, 43.
Y. Zhang, J. Ye, Y. Matsuhashi, Y. Iwasa, Nano Lett. 2012, 12, 1136.
P. Agnihotri, P. Dhakras, J. U. Lee, Nano Lett. 2016, 16, 4355.
D. Qu, X. Liu, M. Huang, C. Lee, F. Ahmed, H. Kim, R. S. Ruoff, J. Hone, W. J. Yoo, Adv. Mater. 2017, 29, 1606433.
G. Wu, X. Wang, Y. Chen, S. Wu, B. Wu, Y. Jiang, H. Shen, T. Lin, Q. Liu, X. Wang, P. Zhou, S. Zhang, W. Hu, X. Meng, J. Chu, J. Wang, Adv. Mater. 2020, 32, 1907937.
D. Li, M. Chen, Z. Sun, P. Yu, Z. Liu, P. M. Ajayan, Z. Zhang, Nat. Nanotechnol. 2017, 12, 901.
S.-Y. Seo, J. Park, J. Park, K. Song, S. Cha, S. Sim, S.-Y. Choi, H. W. Yeom, H. Choi, M.-H. Jo, Nat. Electron. 2018, 1, 512.
C. H. Li, K. M. McCreary, B. T. Jonker, ACS Omega 2016, 1, 1075.
P. Wurfel, I. P. Batra, Phys. Rev. B 1973, 8, 5126.
S. Yang, C. Wang, H. Sahin, H. Chen, Y. Li, S. S. Li, A. Suslu, F. M. Peeters, Q. Liu, J. Li, S. Tongay, Nano Lett. 2015, 15, 1660.
F. A. McGuire, Y. C. Lin, K. Price, G. B. Rayner, S. Khandelwal, S. Salahuddin, A. D. Franklin, Nano Lett. 2017, 17, 4801.