Contacts between monolayer black phosphorene and metal electrodes: Ohmic, Schottky, and their regulating strategy

材料科学 电极 欧姆接触 单层 肖特基势垒 磷烯 光电子学 接触电阻 电接点 金属 化学物理 纳米技术 化学 图层(电子) 冶金 物理化学 二极管
作者
Kehua Zhong,Jiaxin Li,Guigui Xu,Yanmin Yang,Jian‐Min Zhang,Zhigao Huang
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:130 (12) 被引量:5
标识
DOI:10.1063/5.0061876
摘要

Two-dimensional black phosphorene (BP) has attracted much interest for application in electronic devices. Contacts between BP and metal electrodes are critical components of BP-based devices and can dramatically affect device performances. In this paper, we adopted first-principles calculations to explore binding energies, electronic structures, and potential distribution for interface systems of Al-, Au-, Cu-, Ni-, and Ti-monolayer BP in surface contact and edge contact (EC) types. Moreover, we also used density functional theoretical coupled with the nonequilibrium Green’s function method to investigate contact resistances and Schottky barrier heights (SBHs) for transport systems of monolayer BP with Al, Au, Cu, Ni, and Ti electrodes. Our calculated results indicate that the contact type between BP and metals may greatly affect electrical properties of BP–metal contacts. Changing contact type between metal electrodes and BP channel can change the type of Schottky barrier of metal–BP contacts. The contact barrier of metal–BP depends on the metal material. Selecting an appropriate contact type and metal can effectively regulate the contact barrier of metal–BP. Specifically exciting, our estimated lateral SBHs for the Ni–BP system in EC-type agree well with the experimental results. We have provided a new strategy on choosing an appropriate contact type to achieve low contact resistance for the metal–BP interface.
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