石墨烯/C_3N范德瓦耳斯异质结的可调电子特性和界面接触

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单位长沙理工大学物理与电子科学学院;
来源物理学报
出版年2023
期号14
摘要
基于石墨烯的范德瓦耳斯异质结既可以调节石墨烯的电子特性,还可以保留原始单层材料的优越特性.利用第一性原理,本文系统地研究了石墨烯/C_3N范德瓦耳斯异质结的结构、电接触类型及光学性质.研究表明,平衡态下异质结中存在仅为0.039 eV的准p型欧姆接触.外加电场能调控异质结界面的接触类型,实现p型肖特基接触到欧姆接触的转变.垂直应变可以同时调控石墨烯和C_3N的投影能带,甚至为石墨烯打开了一个不可忽视的带隙(360 meV).外加电场和施加垂直应变这两种物理方法都能对异质结中石墨烯层的载流子掺杂类型和浓度进行有效调制.石墨烯层的载流子掺杂浓度的增大通过电场的调制更显著.与单层石墨烯和C_3N相比,两者构成的范德瓦耳斯异质结的光学响应范围和光吸收率均得到了提高.光谱中的主吸收峰高达10~6 cm~(-1).这些结果不仅为基于石墨烯/C_3N范德瓦耳斯异质结器件的设计提供了有价值的理论指导,还为异质结在光电纳米器件和场效应晶体管器件应用提供了新的思路和设计.

@ 2023 版权所有 中国地质图书馆 (中国地质调查局地学文献中心)

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