光学前沿动态
OPTICS FRONTIERS
28
2026
-
05
清华大学：二维半导体材料-黑磷 | Nature Physics
作者：
二维半导体材料：黑磷black phosphorus，BP能带，在垂直电场作用下，可通过斯塔克效应进行调制。然而，电路应用仍不明确。近日，清华大学田禾副教授、王子明、任天令教授联合中北大学郭浩教授在Nature Physics上发文，利用黑磷BP中的斯塔克效应，实现了数字与模拟电路应用。通过调制能带，研究可以控制电流开关比和本征载流子浓度。这使得放大器增益和带宽的有效调控成为可能，并可实现二进制及三进制逻辑门。利用这一效应，该研究构建了一个带有电流源负载的BP放大器，展现出陡峭的增益调控斜率和超过一个数量级的带宽调制范围。该工作还演示了一种堆叠式BP晶体管阵列，用于二进制卷积神经网络，与基于硅和忆阻器的电路相比具有更优的性能，彰显了在下一代电子系统中的应用潜力。
Reconfigurable and multifunctional circuits using the Stark effect in black phosphorus.基于黑磷中斯塔克效应的可重构多功能电路
图1 | 斯塔克效应调制的基本原理及其在电路中的应用。
图2 | 双栅BP晶体管的表征与静电调控带隙。
图3 | 斯塔克效应调制的BP放大器的静态电学特性。
图4 | 斯塔克效应调制的BP放大器与倍频器的动态性能。
图5 | 基于斯塔克效应调制的BP二元及三元逻辑门。
图6 | 用于BCNN的堆叠式斯塔克效应调制BP晶体管阵列
来源：今日新材料
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