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超薄拓扑狄拉克半金属与二维材料间的电学接触

介观与纳米尺度物理 2020-05-14 v2 材料科学 应用物理

摘要

拓扑狄拉克半金属 Na3_3Bi 的超薄薄膜近来被揭示为一种具有场可调拓扑相的异常电子材料。本文研究超薄 Na3_3Bi 作为电学接触至二维 (2D) 金属(即石墨烯)和 2D 半导体(即 MoS2_2 与 WS2_2 单层)的电子与输运性质。利用第一性原理密度泛函理论结合非平衡格林函数模拟,我们表明 Na3_3Bi 双层薄膜与石墨烯间的电学耦合导致显著的层间电荷转移,从而在 Na3_3Bi/石墨烯异质结构中诱导出可观的 nn 型掺杂。对于 MoS2_2 与 WS2_2 单层,其横向肖特基输运势垒显著低于许多常研究的块体金属,从而揭示 Na3_3Bi 双层可作为 2D 半导体高效电学接触材料。这些发现开辟了利用拓扑半金属薄膜作为 2D 材料电学接触的途径,并进一步将 2D 异质结构器件家族拓展至拓扑材料领域。

关键词

引用

@article{arxiv.2004.10385,
  title  = {Electrical Contact between an Ultrathin Topological Dirac Semimetal and a Two-Dimensional Material},
  author = {Liemao Cao and Guanghui Zhou and Qingyun Wu and Shengyuan A. Yang and Hui Ying Yang and Yee Sin Ang and L. K. Ang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2004.10385},
  year   = {2020}
}

备注

8 pages, 6 figures. Authors' accepted version