# 二维器件实验室：科学模型与独立 AI 审核

这是通用单层 1H-MoS₂ 背栅晶体管的教学演示，不复现特定论文器件，也未经实验标定。

## 结构、坐标与接线

Au 顶部源漏接触单层 MoS₂；300 nm SiO₂ 将沟道与重掺杂 Si 全局背栅隔开。源极接地，VDS ≥ 0，栅极施加 VGS。L 是接触内缘间距。器件纵向厚度、分层间距为显示夸张；横向 x/z 使用一致缩放。Ahn 等报道了此类 Au 接触架构，但论文氧化层为 285 nm，本演示独立选取 300 nm。

## 电流模型与单位

采用理想电荷薄层、长沟道渐变沟道近似：Cox = ε0 εr / tox，β = μ Cox W/L，Vov = VGS − Vth。Vov ≤ 0 时 Id = 0；0 ≤ VDS < Vov 时 Id = β(Vov VDS − VDS²/2)；VDS ≥ Vov > 0 时 Id = β Vov²/2。内部使用 SI 单位，界面显示 µA、µm 和 nF/cm²。默认 μ = 10 cm²/(V·s)、Vth = 1 V 为演示参数，不是已核实的材料常数。

这是二维积累沟道，不采用硅 MOSFET 的 p 型体反型叙述。没有求解接触电阻、肖特基势垒、陷阱、量子电容、亚阈值和漏电、速度饱和、自热或 Poisson/量子输运。曲线为线性电流坐标上的模型计算结果。

## 独立原子尺度

原子视图是理想 1H 三棱柱配位 S—Mo—S 单层。a1=(a,0)，a2=(a/2,√3a/2)，Mo 位于原点，上下 S 的面内位置均为 (a1+a2)/3。a≈3.16 Å、S 高度 ±1.565 Å 为近似示意参数。内部 Mo 分别与上、下各三个 S 配位。原子视图采用独立 Å 尺度，不是微米器件的全原子模型，也未经 DFT 弛豫。

## 动画约定

正 VDS 时，电子净漂移从源到漏，常规电流相反。平面标记始终位于 MoS₂ 沟道显示平面，不进入氧化层。零漏压或截止时停止净漂移；只要请求或实际存在分层，标记和箭头隐藏，运动暂停。曲线仍对应装配状态模型。标记数量、速度、材质、纹理不代表真实载流子数、物理时间、光学常数或实测表面形貌。

## 审核与数值证据

独立 AI 审核复核了公式、晶格几何、尺度和动画位置。曾发现球形标记与氧化层相交、横纵显示比例不一致；已改为沟道内零厚度标记和一致 x/z 缩放。后续审核检查分层顺序、归位输运恢复、轨迹尾部重置和资源释放，没有剩余实质阻塞。审核不等同于实验器件专家认证。

基准：Cox = 1.151044415664×10⁻⁴ F/m² = 11.51044 nF/cm²。VGS=5 V、VDS=1 V 时 Id=0.805731090965 µA；同一栅压下 VDS≥4 V 时 Id=1.8416710650624 µA。数值、几何、展示测试与浏览器验证分开记录。本轮中英文适配只更改展示层，科学模型保持 SHA256 `152db807fc683b8fe9b6f8707b2cb6c87835060c7c20cdb318c43e0592418ad8`。

## 依据

- [Ahn 等，2017，单层 MoS₂/Au 背栅器件](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5481332/)
- [1H-MoS₂ 结构与配位](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4945536/)
- [TU Graz：渐变沟道近似](https://lampz.tugraz.at/~hadley/psd/L10/gradualchannelapprox.php)
- [MIT：渐变沟道讲义](https://ocw.mit.edu/courses/6-012-microelectronic-devices-and-circuits-fall-2009/resources/mit6_012f09_lec11_gradual/)
- [Liu 等，2015，接触对真实器件性能的影响](https://www.media.mit.edu/publications/impact-of-contact-on-the-operation-and-performance-of-back-gated-monolayer-mos2-field-effect-transistors/)