具有交错能带排列的范德华异质结中的 Esaki 二极管
材料科学
2015-09-10 v5 介观与纳米尺度物理
摘要
由二维 (2D) 层状材料组成的范德华 (vdW) 异质结正成为一个固态材料家族，展现出可为高性能电子和光子应用提供动力的新颖物理现象。在此，我们展示了 vdW 固体中一个重要构建模块的首次演示：室温 (RT) Esaki 隧道二极管。Esaki 二极管是在由黑磷 (BP) 和二硒化锡 (SnSe2) 制成的 vdW 异质结构中实现的，这两种层状半导体具有交错能带偏移。BP 和 SnSe2 之间存在薄绝缘势垒，使得在正向偏置电流 - 电压特性中观察到显著的负微分电阻 (NDR) 区域，其在 300 K 时的峰谷比为 1.8，在 80 K 时为 2.8。NDR 对温度的弱依赖性表明电子隧穿是主要的输运机制，理论模型与实验结果吻合极好。此外，结的光响应证实了交错能带排列，并且首次在透射电子显微镜 (TEM) 中解析了单层 BP 中的磷双平面。我们的结果代表了对 vdW 异质结基本理解的重大进步，并拓宽了二维层状材料的潜在应用基础。
引用
@article{arxiv.1504.02810,
title = {Esaki diodes in van der Waals heterojunctions with broken-gap energy band alignment},
author = {Rusen Yan and Sara Fathipour and Yimo Han and Bo Song and Shudong Xiao and Mingda Li and Nan Ma and Vladimir Protasenko and David A. Muller and Debdeep Jena and Huili Grace Xing},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.02810},
year = {2015}
}
备注
27 pages, 11 figures