The interface properties and thermal stability of bismuth (Bi) contacts on molybdenum disulfide (MoS₂) shed light on their behavior under various deposition conditions and temperatures. The examination involves extensive techniques including X-ray photoelectron spectroscopy, scanning tunneling microscopy (STM), and scanning tunneling spectroscopy (STS). Bi contacts formed a van der Waals interface on MoS₂ regardless of deposition conditions, such as ultrahigh vacuum (UHV, 3 × 10^–11 mbar) and high vacuum (HV, 4 × 10^–6 mbar), while the oxidation on MoS₂ has been observed. However, the semimetallic properties of Bi suppress the impact of defect states, including oxidized-MoS₂ and vacancies. Notably, the n-type characteristic of Bi/MoS₂ remains unaffected, and no significant changes in the local density of states near the conduction band minimum are observed despite the presence of defects detected by STM and STS. As a result, the Fermi level (E_F) resides below the conduction band of MoS₂. The study also examines the impact of annealing on the contact interface, revealing no interface reaction between Bi and MoS₂ up to 300 °C. These findings enhance our understanding of semimetal (Bi) contacts on MoS₂, with implications for improving the performance and reliability of electronic devices.

中文翻译：

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对 Bi 和 MoS2 的界面化学和电接触特性的基本了解


二硫化钼 （MoS₂） 上铋 （Bi） 触点的界面特性和热稳定性阐明了它们在各种沉积条件和温度下的行为。检查涉及广泛的技术，包括 X 射线光电子能谱、扫描隧道显微镜 （STM） 和扫描隧道光谱 （STS）。铋触点在 MoS₂ 上形成范德华界面，无论沉积条件如何，例如超高真空（UHV，3 × ^10-11 mbar）和高真空（HV，4 × ^10-6 mbar），同时观察到 MoS₂ 上的氧化。然而，Bi 的半金属特性抑制了缺陷状态的影响，包括氧化 MoS₂ 和空位。值得注意的是，Bi/MoS₂ 的 n 型特性不受影响，尽管 STM 和 STS 检测到缺陷，但未观察到导带最小值附近的局部状态密度发生显着变化。因此，费米能级 （EF_{） 位于} MoS₂ 的导带下方。该研究还检查了退火对接触界面的影响，揭示了 Bi 和 MoS₂ 在 300 °C 以下没有界面反应。 这些发现增强了我们对 MoS₂ 上半金属 （Bi） 接触的理解，对提高电子设备的性能和可靠性具有重要意义。