多功能范德华异质结中的栅极可调负微分电阻

二维半导体因其层依赖的带隙可调性、高载流子迁移率和优异的静电控制等特性，已成为开发低功耗和多功能计算应用的主要候选材料。在此，我们探索了一对具有破隙（III型）能带排列的二维半导体，并展示了一种具有多功能行为的、高度栅极可调的p-MoTe$_{2}$/n-SnS$_{2}$异质结隧道场效应晶体管。采用双栅极非对称器件几何结构，我们揭示了其作为正向和反向整流器件的功能。因此，我们观察到高度栅极可调的负微分电阻，其栅极耦合效率为$\eta \simeq 0.5$，峰谷比在150K下约为3。通过密度泛函理论和态密度分析，我们确定价带内的带间隧穿是所观察到的负微分电阻特性的原因。带间隧穿与负微分电阻信号的栅极可控性的结合，为实现基于栅极可调二维材料的神经形态和节能电子器件开辟了道路。