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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
2秒前
JamesPei应助Ashley采纳,获得10
3秒前
啾啾完成签到,获得积分20
4秒前
6秒前
不必要再讨论适合与否完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
YJJ完成签到,获得积分10
7秒前
Jessica发布了新的文献求助10
7秒前
隐形曼青应助tangz采纳,获得10
7秒前
大力猫崽完成签到 ,获得积分10
7秒前
无花果应助隐形静芙采纳,获得10
8秒前
啾啾发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
12秒前
fzzf发布了新的文献求助10
14秒前
跳跃太清完成签到 ,获得积分10
14秒前
ww发布了新的文献求助10
15秒前
baobaobaozi完成签到,获得积分10
15秒前
蓝桉发布了新的文献求助10
16秒前
CCCCCL完成签到,获得积分10
16秒前
十七完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
xiaohu发布了新的文献求助10
17秒前
rrgogo完成签到,获得积分20
17秒前
mmb完成签到,获得积分10
18秒前
大个应助yanxun采纳,获得10
18秒前
18秒前
自闭的研究生完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
大哥大完成签到,获得积分20
21秒前
聪明水之发布了新的文献求助10
21秒前
23秒前
禅花游鱼完成签到,获得积分10
23秒前
diedeline发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
丁座发布了新的文献求助10
25秒前
yanxun发布了新的文献求助10
27秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 2390
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4010343
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3550209
关于积分的说明 11305256
捐赠科研通 3284663
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1810786
邀请新用户注册赠送积分活动 886556
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 811451