隨著新型二維半導體材料，如石墨烯、二硫化鉬（MoS2）、二硒化鎢（WSe2）在納米電子器件領域的不斷推廣應用，二維材料內部的電荷捕獲過程逐漸受到更多的關注。人們一方面為這一電荷捕獲過程是否會對器件本身可靠性造成影響而擔憂，另一方面也在不斷探索是否能對二維材料這一內部特性加以利用，從而制造出新型的多位存儲器件或模擬可調存儲器。
對于此問題，密歇根大學的梁曉甘教授（點擊查看介紹）團隊最近對多層二硒化鎢（WSe2）晶體管的異常電荷捕獲現象以及記憶特性進行研究。這項工作表明，由機械剝離的多層二硒化鎢制成的晶體管中，他們可以激發出具有大間隔、長保持時間和模擬可調諧性的多重電荷捕獲態。而在具有類似材料結構的二硫化鉬（MoS2）中，他們卻沒有觀測到類似的電學現象。二硒化鎢晶體管這種獨特的電荷捕獲特性主要歸因于多層二硒化鎢切割表面由機械剝離誘導的層間變形，這些形變可進一步自發形成雙極性的電荷捕獲位點。他們通過表面表征、不同溫度下的電荷保持特性測量以及密度泛函理論計算等多種方法進一步支持該結論。此外，該項研究還表明，在不同二硒化鎢晶體管中激發的電荷捕獲態可以得到統一校準，作為多位數據態存儲于記憶元器件中。
通過該研究，他們對二維半導體材料中的電荷存儲機制有了更深入的了解，并且進一步證明所觀察到的電荷捕獲態可以用于實現新型低成本模擬存儲器件技術。這一成果近期發表在ACS Nano 上，文章的第一作者是密歇根大學的博士生陳覓凱（Mikai Chen）。
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