T-Phase and H-Phase Coupled TMD van der Waals Heterostructure ZrS2/MoTe2 with Both Rashba Spin Splitting and Type-III Band Alignment

范德瓦尔斯力 相(物质) 异质结 电场 凝聚态物理 电子能带结构 拉希巴效应 自旋(空气动力学) 带隙 电子结构 材料科学 晶体管 物理 自旋电子学 电压 量子力学 铁磁性 分子 热力学
作者
Xiujuan Mao,Jia Li,Ze Liu,Guang Wang,Qian Zhang,Yuming Jin
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:126 (25): 10601-10609 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.2c02891
摘要

Based on first-principles calculations, we systematically explored the electronic structures of the ZrS2/MoTe2 heterostructure. The results show that Rashba splitting and type-III band alignment coexist in this heterostructure system. The presence of Rashba spin splitting makes this system of interest for spin-field-effect transistor applications. The effects of biaxial strain and an applied electric field on the electronic structure of a heterostructure were also explored. In the strain range of −2 to 6%, the system keeps the structural stability, and the electronic structure maintains the type-III band alignment. In particular, a crucial change from a type-III to a type-II band alignment occurred under the negative electric field of −0.4 to −0.6 V/Å, which can be beneficial to design multi-purpose devices. The current work predicts that the ZrS2/MoTe2 heterostructure is an excellent candidate for the realization of multiple band arrangement conversion and tunnel-field-effect transistors, which deserves further experimental research.
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