Approaching the Schottky–Mott limit in van der Waals metal–semiconductor junctions

肖特基势垒 半导体 工作职能 材料科学 范德瓦尔斯力 肖特基二极管 凝聚态物理 光电子学 费米能级 金属半导体结 物理 纳米技术 化学 电子 二极管 分子 量子力学 有机化学 图层(电子)
作者
Yuan Liu,Jian Guo,Enbo Zhu,Lei Liao,Sung‐Joon Lee,Mengning Ding,Imran Shakir,Vincent Gambin,Yu Huang,Xiangfeng Duan
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:557 (7707): 696-700 被引量:1670
标识
DOI:10.1038/s41586-018-0129-8
摘要

The junctions formed at the contact between metallic electrodes and semiconductor materials are crucial components of electronic and optoelectronic devices 1 . Metal-semiconductor junctions are characterized by an energy barrier known as the Schottky barrier, whose height can, in the ideal case, be predicted by the Schottky-Mott rule2-4 on the basis of the relative alignment of energy levels. Such ideal physics has rarely been experimentally realized, however, because of the inevitable chemical disorder and Fermi-level pinning at typical metal-semiconductor interfaces2,5-12. Here we report the creation of van der Waals metal-semiconductor junctions in which atomically flat metal thin films are laminated onto two-dimensional semiconductors without direct chemical bonding, creating an interface that is essentially free from chemical disorder and Fermi-level pinning. The Schottky barrier height, which approaches the Schottky-Mott limit, is dictated by the work function of the metal and is thus highly tunable. By transferring metal films (silver or platinum) with a work function that matches the conduction band or valence band edges of molybdenum sulfide, we achieve transistors with a two-terminal electron mobility at room temperature of 260 centimetres squared per volt per second and a hole mobility of 175 centimetres squared per volt per second. Furthermore, by using asymmetric contact pairs with different work functions, we demonstrate a silver/molybdenum sulfide/platinum photodiode with an open-circuit voltage of 1.02 volts. Our study not only experimentally validates the fundamental limit of ideal metal-semiconductor junctions but also defines a highly efficient and damage-free strategy for metal integration that could be used in high-performance electronics and optoelectronics.
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
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
溯溯完成签到 ,获得积分10
2秒前
xiang完成签到 ,获得积分10
2秒前
嘻嘻哈哈完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
燕晓啸完成签到 ,获得积分0
8秒前
tianshanfeihe完成签到 ,获得积分10
10秒前
luffy完成签到 ,获得积分10
10秒前
12秒前
13秒前
Silence完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
大尾巴白完成签到 ,获得积分10
18秒前
乐正达发布了新的文献求助10
18秒前
温馨完成签到 ,获得积分10
19秒前
熊二完成签到,获得积分10
23秒前
yk完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
缥缈的魔镜完成签到 ,获得积分10
36秒前
穆一手完成签到 ,获得积分10
37秒前
mrwang完成签到 ,获得积分10
43秒前
奋斗的妙海完成签到 ,获得积分0
45秒前
zz完成签到 ,获得积分10
46秒前
46秒前
47秒前
48秒前
扫地888完成签到 ,获得积分10
49秒前
alexlpb完成签到,获得积分0
51秒前
52秒前
Fx完成签到 ,获得积分10
53秒前
京1kqq发布了新的文献求助10
56秒前
liuyong6413发布了新的文献求助10
56秒前
chen完成签到 ,获得积分10
58秒前
heija完成签到,获得积分10
58秒前
e746700020完成签到,获得积分10
59秒前
cloud发布了新的文献求助10
1分钟前
shenglll完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
杨子怡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
帅气的祥发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd edition 888
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 300
Essentials of Pharmacoeconomics: Health Economics and Outcomes Research 3rd Edition. by Karen Rascati 300
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3804223
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3349060
关于积分的说明 10341227
捐赠科研通 3065188
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1682974
邀请新用户注册赠送积分活动 808571
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 764600