横向石墨烯/MoS2 与金属/MoS2 结的光物理与电子结构
应用物理
2020-06-29 v1 材料科学
摘要
将半导体性过渡金属硫族化物（TMDs）集成到功能性光电电路中，需要理解 TMD 与接触材料间界面的电荷转移。此处，我们利用空间分辨光电流显微镜展示了外延石墨烯/二硫化钼（EG/MoS2）界面的电子均匀性。与金属（Ti/Au）/MoS2 界面相比，在 EG/MoS2 界面提取到的光电流大 10 倍。半局域密度泛函理论（DFT）支持这一点，其预测 EG/MoS2 界面的肖特基势垒比 Ti/MoS2 低约 2 倍。我们通过将角分辨光电子能谱与空间分辨率选为约 300 nm（nano-ARPES）及 DFT 计算相结合，直接可视化了二维材料肖特基势垒。通过 nano-ARPES 观察到 MoS2 价带顶在约 2-3 微米长度尺度上发生约 500 meV 的弯曲。我们阐明了石墨烯/TMD 界面势垒的实验演示与理论预测间的相关性。空间分辨光电流映射可直接可视化异质结构界面处内建电场的均匀性，为异质界面电荷输运的微观工程提供指导。这种简单的基于探针的技术也直接面向二维合成领域，以阐明大面积上域边界处的电子均匀性与形态均匀性。
引用
@article{arxiv.2006.14689,
title = {Photo-physics and electronic structure of lateral graphene/MoS2 and metal/MoS2 junctions},
author = {Shruti Subramanian and Quinn T. Campbell and Simon Moser and Jonas Kiemle and Philipp Zimmermann and Paul Seifert and Florian Sigger and Deeksha Sharma and Hala Al-Sadeg and Michael Labella and Dacen Waters and Randall M. Feenstra and Roland J. Koch and Chris Jozwiak and Aaron Bostwick and Eli Rotenberg and Ismaila Dabo and Alexander Holleitner and Thomas E. Beechem and Ursula Wurstbauer and Joshua A. Robinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.14689},
year = {2020}
}