Reasonable designing interfacial charge transfer channels in 2D metal–semiconductor contact: A time-domain ultrafast dynamic study

半导体 超短脉冲 材料科学 电荷(物理) 金属 时域 纳米技术 化学物理 光电子学 光学 化学 计算机科学 物理 冶金 激光器 量子力学 计算机视觉
作者
Xianghong Niu,Wenchao Shan,Zifan Niu,Xinxin Wang,Xiuyun Zhang,Anqi Shi
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:126 (17) 被引量:1
标识
DOI:10.1063/5.0267874
摘要

The van der Waals (vdW) integration of two-dimensional (2D) metal and semiconductor materials holds great potential for realizing Ohmic contacts in electronic and optoelectronic devices, owing to the weak Fermi pinning effect resulting from their dangling-bond-free interface. However, the vdW gap leads to an additional tunneling barrier at the interface. The common tunneling barrier-lowering strategies by constructing interfacial covalent bonds may cause the recombination of photogenerated electrons and holes, thereby impacting the optoelectronic devices performance. Herein, inspired by 2D MSi2N4 (M = Cr, Hf, Mo, Ti, V, and Zr) semiconductors with band edge states being protected by the outlying Si–N sublayer, we construct semimetal/MSi2N4 heterostructure by decorating the surface of MSi2N4 with transition metal single-atoms to form covalent bonds with semimetal. The tunneling barrier is notably reduced, and the corresponding probability can reach up to 23.74%, higher than the 4.19% observed in vdW-type contacts. Meanwhile, for optoelectronic applications, benefitting from the protection of the outlying Si–N sublayer to the MSi2N4's band edge states, the photogenerated holes can migrate from MSi2N4 to the interfacial channel on a femtosecond timescale, which not only facilitates the trapping of electrons by the electrodes but also observably prolongs the lifetime of photogenerated carriers from 0.99 to 3.74 ns. Our work provides an effective way to advance the high-efficient 2D electronic and photoelectronic devices.
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
坚强的绿萝完成签到 ,获得积分10
5秒前
Xzx1995完成签到 ,获得积分10
14秒前
达尔文完成签到 ,获得积分10
16秒前
星岛完成签到,获得积分10
17秒前
光亮的代真完成签到 ,获得积分10
20秒前
hy完成签到 ,获得积分10
27秒前
nie完成签到 ,获得积分10
28秒前
LWJ完成签到 ,获得积分10
28秒前
BAEK完成签到,获得积分10
28秒前
大意的雨双完成签到 ,获得积分10
33秒前
Echo1128完成签到 ,获得积分10
34秒前
落后的谷蕊完成签到 ,获得积分10
35秒前
Biao完成签到,获得积分10
40秒前
niu完成签到 ,获得积分10
45秒前
四季安完成签到 ,获得积分10
48秒前
oyly完成签到 ,获得积分10
55秒前
pokexuejiao完成签到,获得积分10
59秒前
小蓝完成签到,获得积分10
1分钟前
千春完成签到 ,获得积分10
1分钟前
勤奋含羞草完成签到 ,获得积分10
1分钟前
klio完成签到 ,获得积分0
1分钟前
韩莹莹完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
MUNSTH应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
kevin完成签到 ,获得积分10
1分钟前
你的笑慌乱了我的骄傲完成签到 ,获得积分10
1分钟前
puritan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lllll1243完成签到,获得积分10
1分钟前
达尔文1完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Ade完成签到,获得积分10
1分钟前
小李笑嘻嘻完成签到 ,获得积分10
1分钟前
MM完成签到,获得积分10
1分钟前
boymin2015完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
bi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小玲子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2分钟前
光头大叔完成签到 ,获得积分10
2分钟前
空半月完成签到 ,获得积分10
2分钟前
文艺的连碧完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6348400
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8163424
关于积分的说明 17173200
捐赠科研通 5404817
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2861802
邀请新用户注册赠送积分活动 1839609
关于科研通互助平台的介绍 1688910