自二维（2D）材料的研究开始以来，已经预测或实验证实了一些2D铁电材料，但作为必要的功能材料，2D铁电材料对未来电子器件的发展具有重要的意义。最近在2D铁电材料方面的突破令人印象深刻，随着对2D vdW材料研究的不断深入，异质结构的制备成为可能，人们开始意识到，减小材料尺寸并不是改变材料性能的唯一途径，扭角的2D层状材料也是可能的。扭角是一种新的自由度，它通过旋转交替的单分子层形成角度来得到独特的性质。当两层非极性材料以一定的角度堆叠时，新的合成铁电材料就可能会出现。目前，扭角2D铁电材料的物理和结构性质引起了广泛的兴趣和讨论，不过扭角2D铁电材料的研究还处于开始阶段。

近日，电子科技大学彭波教授课题组综述了扭角2D铁电体的最新研究进展，包括贝纳尔堆积的双层石墨烯/氮化硼（Bernal-stacked bilayer graphene/BN）、双层氮化硼（bilayer BN）和过渡金属二卤化物（TMDs）。最后，对扭角二维铁电材料的发展进行了展望，扭角2D铁电材料独特的物理特性为高性能、低功耗、高集成度的新一代电子器件，例如具有高开关比和低漏电流的非易失性存储器、新型铁电场效应晶体管（Fe-FET）以及能用于神经网络计算的存算一体器件，带来了潜力。

该文章以题为“The twisted two-dimensional ferroelectrics”发表在Journal of Semiconductors上。

图1. (a) AB堆积和BA堆积BN的晶体结构示意图。(b) 扭角双层BN的PFM相位图和幅值图。(c) 器件的石墨烯电阻Rxx分别作为顶栅和底栅的函数（插图：双栅P-BBN器件结构）。(d) 扭角双层BN中的铁电切换。(e) 极化和石墨烯电阻Rxx分别与温度的关系。(f) 铁电场效应晶体管的室温工作特性。

图2. (a) H堆积和R堆积（MX和XM）TMDs的晶体结构示意图。(b) MoSe2的PFM相位图和幅值图。(c) MoSe2的横向PFM测量示意图。(d) TMDs器件的石墨烯电阻Rxx分别作为顶栅和底栅的函数（插图：双栅R堆叠TMDs器件结构）。(e) 小角度扭角双层WSe2 d1器件中的铁电切换。 (f) WSe2 d1和d2器件的极化转换原理图和石墨烯电阻Rxx的温度关系图。

文章信息：

The twisted two-dimensional ferroelectrics

Xinhao Zhang, Bo Peng

J. Semicond. 2023, 44(1): 011002 doi: 10.1088/1674-4926/44/1/011002

Full Text: http://www.jos.ac.cn/en/article/doi/10.1088/1674-4926/44/1/011002

来源：半导体学报