计算凝聚态物理组在二维半导体的准键研究方面取得系列进展

近日，365365最快线路检测中心计算凝聚态物理组在金属电极与二维过渡金属硫族化合物（TMDCs）半导体异质结的准键研究中取得新进展，相关研究工作“Quasi-bonding-induced gap states in metal/two-dimensional semiconductor junctions: Route for Schottky barrier height reduction” 发表在《Phys. Rev. B》 (2022, 105, 224105)。硕士研究生周丽鑫为第一作者，石兴强教授为通讯作者。另一项工作，关于层间准键的分类 “Interlayer quasi-bonding interactions in 2D layered materials: A classification according to the occupancy of involved energy bands”，发表在《J. Phys. Chem. Lett.》 (2021, 12, 11998)。联培硕士研究生陈元滔和巩朋来研究员为共同第一作者，石兴强教授和南方科技大学黄丽教授为通讯作者。以上两项工作均以365365最快线路检测中心第一单位发表。

异质结是现代电子与光电器件的核心，二维半导体用于电子器件有望超越摩尔定律，近年来引起人们广泛的关注。作者在前期二维半导体准键研究的基础上，将准键研究扩展到金属-二维半导体异质结。在金属/半导体异质结的界面，金属表面重构经常发生。近期的实验报导了TMDCs（MoS₂、WS₂）在富硫条件的CVD生长过程中会引起金表面的硫化重构。通过密度泛函理论计算，作者发现重构界面存在类共价准键作用，导致在价带顶出现了显著的准键诱导的能隙态，从而形成了势垒较低的p型肖特基接触；准键对肖特基势垒的影响甚至可能超过界面偶极的作用。此现象不仅发生在硫重构金属/TMDCs界面，预期也普遍存在于硒重构、甚至氧重构的界面中。该工作为降低金属-二维半导体异质结的肖特基势垒高度提供了一个新途径，从而有助于解决二维半导体器件中接触电阻大这一难题。

以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、365365最快线路检测中心高层次人才引进经费和365365最快线路检测中心超算中心等的资助和支持。