華東理工大學郝國強和李洪波課題組--在平面外應變和電場作用下調節石墨烯/WSe2異質結構的電子特性和肖特基勢壘

2021-01-20 石墨烯雜誌

調節納米電子設備的電傳輸行為和降低肖特基勢壘仍然是一個巨大的挑戰。為了解決這個問題，採用第一原理方法，在平面外應變和電場作用下，探究了石墨烯/ WSe2異質結構的電子特性和肖特基勢壘。相應的結果表明，WSe2單層和石墨烯可以形成穩定的範德華異質結構，且固有的電子特性得到了很好的保留。肖特基接觸從n型轉變為p型。此外，也形成了歐姆接觸。在平衡狀態下，電子和空穴得有效質量分別為0.057m0和0.055m0，這表明該異質結構具有高載流子遷移率。該研究為設計和開發石墨烯/WSe2納米場效應電晶體提供了一種有前景的實驗方法。

 

Figure 1. 石墨烯/WSe2異質結構的兩種堆疊構型。（a）模型A和（b）模型B的俯視圖；（c）孤立石墨烯和（d）WSe2單層接觸前的側視圖；（e）模型A的側視圖。

 

Figure 2. （a）WSe2單層，（b）石墨烯和（c）石墨烯/WSe2異質結構的能帶結構。費米能級在0 eV處，表示為紅色虛線。

 

Figure 3. （a）石墨烯/WSe2異質結構的TDOS和PDOS；（b）WSe2中W和Se原子的PDOS；（c）石墨烯中C原子的PDOS。垂直的紅線表示費米能級。

 

Figure 4. 石墨烯/WSe2異質結構在（a）不同層間距離和（b）不同電場下的有效質量。

 

相關研究工作由華東理工大學Guoqiang Hao和Hongbo Li課題組於2020年發表在Phys.Chem.Chem.Phys.期刊上。原文：Tunable electronic properties and Schottky barrier in a graphene/WSe2 heterostructure under out-of-plane strain and an electric field。

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