En los últimos años, los materiales bidimensionales han sido ampliamente estudiados y estudiados por sus excelentes propiedades eléctricas, ópticas y mecánicas. Gracias a la estructura de capas de materiales bidimensionales y la débil interacción entre capas de der der Waals, diferentes materiales bidimensionales pueden ser como los ladrillos LEGO. Se combinan para formar una variedad de heteroperjuntas de materiales bidimensionales. Así como los ladrillos LEGO tienen métodos de construcción infinitos, los materiales bidimensionales también pueden combinar las heterocomuniones de materiales bidimensionales con diferentes propiedades, lo que proporciona aplicaciones de dispositivos y muchos fenómenos físicos básicos de investigación. Un excelente sistema de material. Además, al ajustar la estructura de la pila de heterounión del material bidimensional, el rendimiento de la heterounión bidimensional del material se puede cambiar aún más, e incluso se generan muchos fenómenos físicos novedosos. Entre ellos, la heterojunción material bidimensional Como medio importante, la regulación de las esquinas apiladas ha atraído una gran atención en el campo de la investigación de materiales bidimensionales. Ha habido muchos fenómenos de regulación de las esquinas apiladas de heterounión interesantes, como la heterounión de nitruro de boro hexagonal / grafeno de giro cero. Propiedades de transporte cuántico, tunelización resonante de heterounión de grafeno / nitruro de boro hexagonal / grafeno bajo control de esquina, capa de diselenuro de molibdeno / tele seleniuro La formación del excitón, así como la transición del aislante de Mott y la superconductividad en el grafeno de doble ángulo, por lo tanto, es de gran importancia estudiar la influencia del ángulo de apilamiento en las propiedades de heterounión de los materiales bidimensionales.
Recientemente, Liao Mengzhou, estudiante de Ph.D. del Grupo de Investigación Zhang Guangyu, Laboratorio Clave de Nanofísica y Dispositivos, Instituto de Física, Academia China de Ciencias / Laboratorio Nacional de Beijing para Física de la Materia Condensada, colaboró con Wu Zewen, estudiante de Ph.D. del Grupo de Investigación Yao Yugui, Instituto de Tecnología de Beijing, combinado con tecnología de sondajes y principios. Se estudia el comportamiento eléctrico vertical de una sola capa de disulfuro de molibdeno / heterounión de grafeno bajo el control del ángulo de apilamiento. Los resultados experimentales proporcionan información importante para comprender la influencia del ángulo de apilamiento en el rendimiento de la heterounión.
La manipulación y medición in situ mediante microscopía de fuerza atómica pueden controlar de forma continua la monocapa de disulfuro de molibdeno epitaxialmente desarrollada en grafeno para formar una heterounión con un ángulo de apilamiento ajustable, y medir la conductancia vertical de la heterounión in situ. El comportamiento de conducción vertical de la heterounión de disulfuro de molibdeno / grafeno depende en gran medida del ángulo de apilamiento de la heterounión, y su resistencia vertical aumenta monótonamente con el ángulo de apilamiento de 0 a 30 grados. La resistencia vertical de la heterojunción de esquina de apilado de 30 grados es aproximadamente Es 5 veces el ángulo de apilamiento de 0 grados. El primer cálculo de principio muestra que el cambio de resistencia vertical del disulfuro de disulfuro de molibdeno / grafeno bajo diferentes ángulos de apilamiento se debe al coeficiente de tunelización de la corriente de tunelización a través de la capa de sulfuro de molibdeno en diferentes esquinas. Diferente, es decir, el coeficiente de tunelización disminuye gradualmente de 0 a 30 grados. Los diferentes coeficientes de tunelización son causados por la distribución diferente de las corrientes de tunelización en el espacio K de la capa de disulfuro de molibdeno bajo diferentes esquinas de apilamiento, lo que finalmente afecta El tamaño de la corriente de tunelización.
Debido a que la heterounión de disulfuro de grafeno / molibdeno tiene un buen potencial para aplicaciones optoelectrónicas y de detección de gases, los electrodos de grafeno se usan ampliamente para reducir la resistencia de contacto del calcogenuro de metales de transición. Por lo tanto, este estudio es para ajustar el disulfuro de molibdeno. El rendimiento de la heterounión de grafeno proporciona orientación y ofrece una nueva idea para el uso del grafeno como un electrodo de contacto de calcogenuro de metal de transición bidimensional para reducir la resistencia de contacto Electrónica y optoelectrónica para calcogenuros de metal de transición bidimensional Las aplicaciones de los dispositivos son de gran importancia. El trabajo relacionado se publica en Nature Communications 9, 4068, doi: 10.1038 / s41467-018-06555-w (2018).
El trabajo anterior ha sido aprobado por el Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave (Subvención No. 2016YFA0300904), el Proyecto Clave de Investigación Científica de la Academia de Ciencias de la Frontera de China (Donación No. QYZDB-SSW-SLH004), el Proyecto B de la Academia de Ciencias de China (Grant No. XDPB0610100), Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (Grant Nos. 51572289, 61734001, 11574029, 11574361), el Ministerio de Ciencia y Tecnología (Subvenciones No. 2014CB920903) y la Asociación de Promoción de la Innovación Juvenil de la Academia China de Ciencias (Subvenciones No. 2018013) y otros fondos.
Figura 1. Microscopía de fuerza atómica rotatoria de molibdeno disulfuro / grafeno heterounión. A, esquemática. B-f, diferentes ángulos de disulfuro de molibdeno / grafeno heterojunción.
Figura 2. Control del ángulo de apilamiento del disulfuro de molibdeno / comportamiento eléctrico de la heterounión de grafeno. A, Microscopía de fuerza atómica conductora. B, distribución de la resistencia de los diferentes ángulos de apilamiento disulfuro de molibdeno / heterojunción de grafeno. C, d, 0 grados y Ángulo de apilamiento de 30 grados Disulfuro de molibdeno / diagrama de distribución térmica del coeficiente de tunelización de heterounión de grafeno. E, coeficiente de tunelización calculado con cambio del ángulo de apilamiento.
