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金属-Bi2OS2 界面的肖特基势垒高度和电荷转移机制
Science China Materials ( IF 6.8 ) Pub Date : 2022-09-30 , DOI: 10.1007/s40843-022-2183-8
Xiaodong Zhang , Liping Feng , Shichen Zhong , Yuanming Ye , Haixi Pan , Pengfei Liu , Xiaoqi Zheng , Huanyong Li , Mingyang Qu , Xitong Wang

由于复杂的界面电荷转移,强费米能级钉扎 (FLP) 总是发生在二维 (2D) 半导体-金属界面处。通过使用单层 (ML) Bi 2 OS 2 ,一种新兴的具有最高电子迁移率的二维半导体,基于密度泛函理论计算系统地研究了 Bi 2 OS 2 -金属界面处的肖特基势垒高度(SBH)和电荷转移的起源. 在 3D 金属双2 OS 2界面、化学键的形成和 Pauli 交换排斥的作用被发现是造成强界面电荷转移的原因,导致强 FLP,并且这两个因素引起的电荷转移方向是相反的。此外,当金属电极的功函数(WF)超出半导体的电子亲和能和电离能范围时,额外的界面电荷转移有望平衡费米能级。对于 2D 金属-ML Bi 2 OS 2界面,令人惊讶的是,FLP 被发现被完全抑制,因此,2D 金属-Bi 2 OS 2触点遵循传统的肖特基-莫特模型。这种有趣的行为源于这项工作中选择的二维金属电极可以有效地屏蔽泡利交换排斥的影响。因此,可以获得宽范围和线性可调的 SBH,并且可以通过使用具有不同 WF 的 2D 金属电极实现从 n 型欧姆接触到 p 型欧姆接触的转换。该研究不仅为基于ML Bi 2 OS 2的器件中选择有利的金属电极提供了理论基础,而且有助于加深对金属与二维半导体界面相互作用机制的理解。





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更新日期:2022-09-30
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