Ces dernières années, les matériaux bidimensionnels ont été largement étudiés et étudiés pour leurs excellentes propriétés électriques, optiques et mécaniques: grâce à la structure de couche de matériau bidimensionnelle et à la faible interaction de couche de van der Waals, différents matériaux bidimensionnels peuvent se ressembler comme des briques LEGO. Combinez-les pour former une variété d'hétérojonctions de matériaux à deux dimensions.Tout comme les briques LEGO ont des méthodes de construction infinies, les matériaux à deux dimensions peuvent également combiner des hétérojonctions de matériaux à deux dimensions avec des propriétés différentes, ce qui permet de réaliser des applications et de nombreux phénomènes physiques fondamentaux. Un excellent système de matériaux.En outre, en ajustant la structure d'empilement d'hétérojonctions du matériau à deux dimensions, les performances de l'hétérojonction à un matériau à deux dimensions peuvent être encore modifiées, et même de nombreux nouveaux phénomènes physiques sont générés, parmi lesquels l'hétérojonction de matériau à deux dimensions La recherche sur les matériaux bidimensionnels a suscité un vif intérêt, notamment en ce qui concerne les phénomènes de régulation des angles de pile dans les hétérojonctions, tels que l’hétérojonction graphène / nitrure de bore hexagonal à rotation nulle. Propriétés de transport quantique, tunnel résonant graphène / nitrure de bore hexagonal / hétérojonction de graphène sous contrôle de coin, couche de molybdène disélénure / télé séléniure La formation d'excitons, ainsi que la transition de l'isolant de Mott et la supraconductivité dans le graphène à double angle: il est donc très important d'étudier l'influence de l'angle d'empilement sur les propriétés d'hétérojonction de matériaux bidimensionnels.
Récemment, Liao Mengzhou, étudiant au doctorat du groupe de recherche Zhang Guangyu, du laboratoire clé de la nanophysique et des dispositifs, à l'Institut de physique de l'Académie chinoise des sciences / Laboratoire national de Pékin pour la physique de la matière condensée, a collaboré avec Wu Zewen, étudiant au doctorat du groupe de recherche Yao Yugui, à l'Institut de technologie de Beijing, associé à une technologie de balayage et aux premiers principes Etude du comportement électrique vertical d'une hétérojonction disulfure de molybdène / graphène sous le contrôle de l'angle d'empilement.Les résultats expérimentaux fournissent des informations importantes pour comprendre l'influence de l'angle d'empilement sur les performances des hétérojonctions.
La manipulation et la mesure in situ par microscopie à force atomique permettent de contrôler en continu la monocouche de disulfure de molybdène formée par croissance épitaxiale sur du graphène afin de former une hétérojonction à angle d’empilement ajustable et de mesurer la conductance verticale de l’hétérojonction in situ. Le comportement de conduction verticale de l’hétérojonction disulfure de molybdène / graphène dépend fortement de l’angle d’empilement de l’hétérojonction, et sa résistance verticale augmente de manière monotone avec l’angle d’empilement de 0 à 30 degrés. Il correspond à 5 fois l'angle d'empilement égal à 0. Le premier calcul de principe montre que le changement de résistance verticale de l'hétérojonction disulfure de molybdène / graphène sous différents angles d'empilement est provoqué par le coefficient de tunnelisation du courant de tunnelisation à travers la couche de sulfure de molybdène à différents angles. Différent, c’est-à-dire que le coefficient de tunnel diminue progressivement de 0 à 30 degrés. Les différents coefficients de tunnel sont dus à la distribution différente des courants de tunnel dans l’espace K de la couche de disulfure de molybdène sous différents angles de superposition, ce qui a La taille du courant de tunneling.
Comme l’hétérojonction graphène / disulfure de molybdène présente un bon potentiel pour les applications optoélectroniques et de détection de gaz, les électrodes en graphène sont largement utilisées pour réduire la résistance au contact du chalcogénure de métal de transition. Par conséquent, cette étude a pour but d’ajuster le disulfure de molybdène / La performance en hétérojonction de graphène fournit des indications et une nouvelle idée pour l'utilisation du graphène en tant qu'électrode de contact bidimensionnelle en chalcogénure de métal de transition afin de réduire la résistance de contact. Les applications associées aux périphériques revêtent une grande importance. Des travaux connexes sont publiés dans Nature Communications 9, 4068, doi: 10.1038 / s41467-018-06555-w (2018).
Les travaux susmentionnés ont été approuvés par le programme national clé de recherche et développement (subvention n ° 2016YFA0300904), le projet principal de recherche scientifique de l’Académie des sciences de Chine (subvention n ° QYZDB-SSW-SLH004), le projet pilote B de l’Académie des sciences de Chine (subventions n ° XDPB06, XDB07010100), de la Fondation chinoise en sciences naturelles (subvention Nos 51572289, 61734001, 11574029, 11574361), le Ministère de la science et de la technologie (subventions n ° 2014CB920903) et l'Association pour la promotion de l'innovation des jeunes de l'Académie chinoise des sciences (subventions n ° 2018013), ainsi que d'autres sources de financement.
Figure 1. Microscopie à force atomique en rotation avec hétérojonction disulfure de molybdène / graphène a, schématique en b-f, angles différents d'hétérojonction disulfure de molybdène / graphène.
Figure 2. Contrôle de l'angle d'empilement du comportement électrique de l'hétérojonction disulfure de molybdène / graphène. A, Microscopie à force atomique conductrice, b, distribution de la résistance de différentes hétérojonctions disulfure de molybdène / graphène, c, d, 0 degrés et Diagramme de répartition thermique du coefficient de tunnelisation par hétérojonction de bisulfure de molybdène / graphène à 30 degrés d'angle d'empilement, e, coefficient de tunnelage calculé avec changement d'angle d'empilement.
