铟与MoS2之间真正的欧姆型范德瓦耳斯接触

在金属/过渡金属硫族化物（TMDC）界面形成理想的范德瓦耳斯（vdW）接触，是基于二维（2D）半导体开发高性能、高能效电子与光电子应用的关键一步。为克服传统金属沉积工艺导致肖特基势垒高度不可控及高接触电阻的关键挑战，近期通过转移原子级平坦金属薄膜或热蒸发铟/金合金取得了显著进展。然而，通过蒸发工艺在单质金属与TMDC之间实现理想vdW接触尚待证明，尤其是三维金属电极与TMDC之间欧姆接触的证据仍然缺失。在此，我们报道了通过在相对较低热能下蒸发金属并随后用液氮将衬底托冷却至100 K来制备原子级洁净的金属/TMDC接触，对于铟（In）/二硫化钼（MoS2）的情形实现了累积型欧姆接触，其金属诱导电子掺杂密度为10$^{12}$/cm$^2$。我们发现In/MoS2接触处的输运在2.4至300 K的宽温区内由场发射机制主导，且在低温下少层与单层MoS2情形的接触电阻分别达到600 Ohm·μm与1,000 Ohm·μm。基于第一性原理计算，我们发现理想In/MoS2 vdW接触的本质特征在于TMDC内形成带隙态以及TMDC能带的突然而刚性偏移。