Optoelectronic Synapse Behaviors of HfS2 Grown via Molten Salt Flux Method

Mi Ji Kwon; Nguyen Vu Binh; Su-yeon Cho; Soo Bin Shim; So Hyun Ryu; Yong Jae Jung; Woo Hyun Nam; Jung Young Cho; Jun Hong Park

doi:https://doi.org/10.1007/s13391-024-00494-z

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저자정보: Mi Ji Kwon (Gyeongsang National University) Nguyen Vu Binh (Korea Institute of Ceramic Engineering & Technology) Su-yeon Cho (Gyeongsang National University) Soo Bin Shim (Gyeongsang National University) So Hyun Ryu (Korea Institute of Ceramic Engineering & Technology) Yong Jae Jung (Korea Institute of Ceramic Engineering & Technology) Woo Hyun Nam (Korea Institute of Ceramic Engineering & Technology) Jung Young Cho (Korea Institute of Ceramic Engineering & Technology) Jun Hong Park (Gyeongsang National University)

저널정보: 대한금속·재료학회 Electronic Materials Letters Electronic Materials Letters Vol.20 No.5

발행연도: 2024.9

수록면: 559 - 570 (12page)

DOI: https://doi.org/10.1007/s13391-024-00494-z

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Layered two-dimensional materials are promising candidates for next-generation semiconductor platforms owing to theiratomically thin bodies, and it is crucial to develop a method for their large-scale synthesis for integrating these materialsinto the fabrication process. Here, we report the synthesis of a centimeter-scale HfS 2 ingot using the molten salt fl uxmethod (MSFM). The structure, crystallinity, and uniformity of the synthesized HfS 2 sample were verifi ed using X-raydiff raction and Raman spectroscopy. The chemical properties were investigated using X-ray photoelectron spectroscopy. AHfS 2 synaptic fi eld eff ect transistor (FET) was fabricated to confi rm its electrical uniformity and semiconducting nature,with an average mobility of 10.6 cm 2 V -1 s -1 . The synaptic plasticity of the HfS 2 synaptic FET was investigated by applyinglight pulses (405 nm) in diff erent modulation confi gurations. Paired-pulse facilitation was achieved by applying acontinuous light pulse with a negative gate bias voltage. The modulation of synaptic weight was demonstrated under differentstimulation conditions, which emulates the human brain. Furthermore, the linearity of the HfS 2 synaptic device wasoptimized based on the frequency of the pulses to enhance learning accuracy. The approach reported here encourages thelarge-scaled production of transition metal dichalcogenides (TMDs) for use in artifi cial synaptic transistors.

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