First-Principles Investigation of MXene/MoSi2N4 van der Waals Heterostructures: Strong Fermi Level Pinning Effect Resulting in Ohmic Contact with Low Contact Resistance

MXenes公司 欧姆接触 范德瓦尔斯力 单层 接触电阻 肖特基势垒 异质结 半导体 费米能级 材料科学 凝聚态物理 密度泛函理论 纳米技术 化学 化学物理 光电子学 计算化学 电子 图层(电子) 物理 分子 量子力学 有机化学 二极管
作者
Jiahui Wang,Zijian Zhang,Jiaguo Shen,Mingyi Zhang,Li Niu,Lina Bai
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:127 (36): 18067-18075 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.3c03761
摘要

High-performance semiconductor devices require ohmic contact (OhC) with low contact resistance, which are widely associated with weak Fermi level pinning (FLP) effects. However, the FLP effect does not play a completely negative role in the metal/semiconductor contact. Especially for functionalized MXenes, it is necessary to systematically study whether the FLP effect occurs at the interface of different functional groups and the influence of the FLP effect on MXene/semiconductor interfaces. In this article, we select functionalized MXenes (Mn+1XnT2, M = Ti–Ta; n = 1 and 2; X = C and N; T = F, O, and OH) as electrode materials for the MoSi2N4 monolayer and investigate their interfacial properties by using first-principles calculations. Our results indicate that OH-MXenes are promising electrode materials for the MoSi2N4 monolayer. In OH-MXene/MoSi2N4 van der Waals heterostructures (VHTs), the strong FLP effect fixes the Fermi level in conduction bands, resulting in the ohmic contact. A small van der Waals (vdW) gap brings low tunneling barriers and contact resistances, which improve the electron injection efficiency. However, F-MXenes will bring a controllable Schottky contact (ShC) and O groups form Ohmic contact (OhC) or quasi-OhC with a strong FLP effect and high contact resistance, when contacting the MoSi2N4 monolayer. Therefore, it is suggested to avoid the presence of O functional groups in the experiment. Our work first correlates the interface properties of MXenes/semiconductors with the FLP effect and provides a useful insight, which will provide a theoretical guidance on how to select the dominant functional group experimentally and find efficient two-dimensional (2D) semiconductor devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
hnl完成签到 ,获得积分10
1秒前
Liu完成签到 ,获得积分10
2秒前
小二郎应助Lin采纳,获得10
3秒前
木木完成签到,获得积分10
5秒前
田様应助做最好的自己采纳,获得30
6秒前
8秒前
9秒前
9秒前
你好完成签到,获得积分10
9秒前
snail完成签到,获得积分10
10秒前
吴巧燕完成签到,获得积分10
12秒前
糖果发布了新的文献求助10
12秒前
蝶步韶华发布了新的文献求助10
13秒前
天天发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
研友_X89o6n完成签到,获得积分10
16秒前
kls完成签到,获得积分10
16秒前
田様应助麻雀采纳,获得10
17秒前
万能图书馆应助黑钻采纳,获得10
17秒前
耍酷的香菇完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
谷雨完成签到 ,获得积分10
19秒前
sjb发布了新的文献求助10
19秒前
涂山白切鸡完成签到,获得积分10
20秒前
22秒前
丁的完成签到,获得积分10
23秒前
choyee发布了新的文献求助10
23秒前
竹筏过海应助HJJHJH采纳,获得50
23秒前
一株多肉完成签到,获得积分10
23秒前
脑洞疼应助sjb采纳,获得10
25秒前
25秒前
今后应助孔乙己采纳,获得10
26秒前
乐乐应助糖果采纳,获得10
26秒前
26秒前
丁的发布了新的文献求助10
28秒前
赘婿应助Wang采纳,获得10
29秒前
无情元灵完成签到,获得积分10
31秒前
capx完成签到,获得积分10
32秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Востребованный временем 2500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
海南省蛇咬伤流行病学特征与预后影响因素分析 500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 500
ランス多機能化技術による溶鋼脱ガス処理の高効率化の研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3461239
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3054973
关于积分的说明 9045828
捐赠科研通 2744888
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1505722
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 695812
邀请新用户注册赠送积分活动 695233