Interfacial properties of two-dimensional graphene/ZrS2 and ScS2/ZrS2 contacts
Interfacial properties of two-dimensional graphene/ZrS2 and ScS2/ZrS2 contacts
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二维石墨烯/ZrS2和ScS2/ZrS2接触的界面特性
DOI：
10.1016/j.apsusc.2019.01.165
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发表时间：
2019-05
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Tang Weihua
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Xiaolong;Quhe Ruge;Liu Zeng;Zhi Yusong;Tang Yanan;Dai Xianqi;Wu Zhenping;Tang Weihua
该二维器件是制备“超过摩尔”器件的一个有希望的候选者。然而，二维器件总是表现出相对较弱的导通电流。在这项工作中，石墨烯和单层ScS 2被用作金属电极与单层ZrS 2接触。利用第一性原理计算，分析了不同类型金属/ZrS 2接触的电子结构，并计算了轨道耦合和电荷转移对界面势垒的影响.在垂直的石墨烯/ZrS 2和面内的ScS 2/ZrS 2接触中可以获得欧姆接触，这意味着在接触中可以实现高的载流子注入效率。在所有的接触中，隧穿概率大于97%。此外，应变可以调制界面偶极矩以及肖特基接触和欧姆接触的相互转换。特别地，压缩应变有利于提高载流子注入效率。此外，基于ScS 2/ZrS 2/石墨烯接触设计了低电阻结，并且可以通过静电掺杂来实现结的多功能性。研究结果为低阻二维ZrS 2器件的设计提供了指导。
The two dimensional device is a promising candidate for preparation of ‘More than Moore’ device. However, two dimensional device always exhibits relative weak on-current. In this work, graphene and monolayer ScS2are used as metal electrode to contact with monolayer ZrS2. Using the first principle calculation, we analyze the electronic structures of the different types of metal/ZrS2contact and figure out how the orbital coupling and charge transfer influence the interface barrier. The Ohmic contact can be obtained in vertical graphene/ZrS2and in-plane ScS2/ZrS2contacts, implying high carrier injection efficiency can be achieved in the contacts. The tunneling probability is larger than 97% in all the contacts. Moreover, the strain can modulate the interfacial dipole moment and the mutual transformation of Schottky contact and Ohmic contact. In particular, compressive strain is conducive to improve the carrier injection efficiency. In addition, a low resistance junction is designed based on ScS2/ZrS2/graphene contact and the multifunction of the junction may be achieved with electrostatic doping. The results provide guidelines for designing low-resistance two dimensional ZrS2device.
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