W celu kontrolowania polaryzacji styków i rezystancji styków w urządzeniach 2D

Fizycy z National University of Singapore (NUS) odkryli, że styki są wykonane z dwusiarczku molibdenu (MoS₂) i diselenek wolframu (WSe₂) na złotym metalu są oba typu p, podczas gdy te same styki z defektami wakatu chalkogenu stają się typu n. Nielokalne efekty wymiany i korelacji mają kluczowe znaczenie przy określaniu wyrównania poziomów energii i polaryzacji styków. Wyniki badań opublikowane w materiały i aplikacje npj 2Dwykazano, że eksperymentalnie obserwowano różne elektrody kontaktowe dla MoS₂/ Gone i WSe₂/ Złote interfejsy wynikają z charakterystycznego charakteru defektów w tych dwóch materiałach.

Laureat Nagrody Nobla, Herbert Cromer, powiedział: „Interfejs to urządzenie”. Kiedy dwuwymiarowe (2D) materiały półprzewodnikowe wchodzą w kontakt z metalami, tworzą interfejsy między metalami półprzewodnikowymi. Interfejsy te wpływają na parametry, takie jak rezystancja styków i odgrywają ważną rolę w działaniu urządzenia. Charakter nośników ładunku jest w dużej mierze zdeterminowany przez te interfejsy. Jeśli elektrony potrzebują mniej energii, aby przekroczyć barierę energetyczną na granicy faz, wówczas polaryzacja jest „typu n”; Jeśli dziury wymagają mniej energii, aby przekroczyć barierę energetyczną na granicy faz, polaryzacja staje się „typu p”. Polaryzacja styków jest ważna przy projektowaniu funkcji urządzeń, takich jak złącza p-n.

Zespół naukowców kierowany przez profesora nadzwyczajnego Kwik Sue Ying z Wydziału Fizyki Narodowego Uniwersytetu w Singapurze wykorzystał najnowocześniejsze procesy obliczeniowe do zbadania dwóch dwuwymiarowych materiałów półprzewodnikowych, znanych jako chalkogenki metali przejściowych, MoS.₂ i WSe₂w kontakcie ze złotym metalem.

Profesor Quick powiedział: „Nasze obliczenia wykazały, że zarówno MOA₂/ Gone i WSe₂/ Złote styki są typu p w przypadku braku wad. Wyniki te różniły się od wcześniejszych oczekiwań teoretycznych. Podstawowa różnica polega na tym, że wymiana wielu ciał i efekty współzależności wykraczające poza opis średniego pola są ważne dla dokładnego przewidywania wyrównania płaszczyzn. Gdy w chalkogenie występuje defekt wakatu, w obu przypadkach styki stają się typu n. Wynika to z dodatkowych poziomów energii w paśmie wzbronionym, które powodują „szpilkowanie” poziomów energii w metalu.

Dr Kian Nouri, główny autor tej pracy, powiedział: „W przeciwieństwie do MoS₂Defekty wakansów chalkogenu w WSe₂ bardziej interaktywne. W warunkach otoczenia dostępny tlen w środowisku może reagować z tymi wakacjami i usuwać stany w paśmie wzbronionym, tak że₂ Materiał zachowuje się jak materiał macierzysty bez defektów, czyli typu p, jeśli chodzi o polaryzację styków”.

Profesor Kwik dodał: „Chociaż MOA jest wolna od defektów chalkogenowych₂ Mniej interaktywny, można sobie wyobrazić warunki eksperymentalne, które umożliwią podobne „gaszenie” defektów tlenem lub innymi formami. Zapewni to następnie ścieżkę umożliwiającą bardziej przestrajalną kontrolę wyrównywania energii MoS₂/ Styki metalowe. Ponieważ defekty są często nieuniknione, wiedza o tym, jak kontrolować ich wpływ na kluczowe cechy urządzenia, znacznie pomoże w poprawie wydajności urządzenia. ”