
华科大团队利用无机分子晶体隧穿层调控二维半导体肖特基势垒
2026-09-23
8月22日,华中科技大学翟天佑教授、刘开朗教授的研究团队在《先进材料》发文,在金属电极与二维半导体之间引入超薄三氧化二锑(Sb2O3)无机分子晶体隧穿层,实现肖特基势垒与器件导电极性的高效调控。
以二硫化钼(MoS2)、二硒化钨(WSe2)为代表的二维半导体具有原子级厚度和优异电学性能,是下一代低功耗电子器件的重要候选材料。然而,二维半导体与金属电极接触时容易产生费米能级钉扎,导致肖特基势垒高度难以通过金属功函数调控,这限制了载流子注入效率和器件性能。对此,研究团队在金属电极与MoS2、WSe2之间沉积1—1.5纳米Sb2O3无机分子晶体层,利用其范德华结构来隔离金属轰击、减少界面缺陷,同时允许载流子隧穿。测试表明,在MoS2晶体管中,总接触电阻由32千欧·微米降至4千欧·微米,肖特基势垒由61毫电子伏降至28毫电子伏;在WSe2晶体管中,改变金属电极的功函数可有效调控肖特基势垒,实现导电类型从n型到p型的转换,费米能级钉扎因子由-0.11改善至-0.93,接近理想极限。另外,两种器件在空气中放置一个月后性能基本稳定。该研究为改善二维半导体器件电极接触性能提供了一种有效技术路径,可兼容传统微纳加工工艺,有望推动二维半导体在新型低功耗电子器件中的应用。
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