物理化学学报 >> 2025, Vol. 41 >> Issue (7): 100078.doi: 10.1016/j.actphy.2025.100078
所属专题: 新型光电功能材料
诸海渝1,2, 文卓群2,3,4, 熊稳3,4,*(
), 魏兴战2,3,4,*(
), 王峙5,*(
)
收稿日期:2025-01-17
修回日期:2025-03-02
录用日期:2025-03-04
发布日期:2025-05-22
通讯作者:
Email: xiongwen@cigit.ac.cn (Zhi Wang)weixingzhan@cigit.ac.cn (魏兴战)wangzhi@semi.ac.cn (王峙)
基金资助:
Haiyu Zhu1,2, Zhuoqun Wen2,3,4, Wen Xiong3,4,*(
), Xingzhan Wei2,3,4,*(
), Zhi Wang5,*(
)
Received:2025-01-17
Revised:2025-03-02
Accepted:2025-03-04
Published:2025-05-22
Contact:
Email: xiongwen@cigit.ac.cn (Wen Xiong)weixingzhan@cigit.ac.cn (Xingzhan Wei)wangzhi@semi.ac.cn (Zhi Wang)
Supported by:摘要:
肖特基势垒高度(SBH)的准确预测对优化半金属/半导体异质结器件的性能至关重要。目前,二维半金属/半导体异质结构已在实验上得到广泛研究。然而,基于第一性原理的SBH预测通常需要在包含超过103个原子的超胞中求解从头算哈密顿量。计算复杂度的增加不仅导致效率极低,还限制了异质结器件的设计和优化。本研究采用密度泛函理论结合核心能级对准方法,将过渡金属二碲化物半金属/硅异质结的超胞尺寸减少了一个数量级,计算得到的SBH与实验结果一致。进一步研究了多种二维半金属化合物,结果表明候选材料的空穴SBH均低于电子SBH,此外,厚度效应在三到五层后变得可以忽略不计。本研究为复杂异质结构中SBH计算提供一种高效的计算框架,能够为高性能二维半金属异质结器件的优化设计提供理论依据。
诸海渝, 文卓群, 熊稳, 魏兴战, 王峙. 二维半金属/硅异质结中肖特基势垒高度的准确高效预测[J]. 物理化学学报, 2025, 41(7), 100078. doi: 10.1016/j.actphy.2025.100078
Haiyu Zhu, Zhuoqun Wen, Wen Xiong, Xingzhan Wei, Zhi Wang. Accurate and efficient prediction of Schottky barrier heights in 2D semimetal/silicon heterojunctions[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2025, 41(7), 100078. doi: 10.1016/j.actphy.2025.100078
表1
"
| 2D material | Equilibrium lattice constant (hexagonal) (Å) | 2D/Si(001) heterojunction strain applied on 2D (%) | |||||
| This work | Exp. | ||||||
| a = b | c | a = b | c | along (100) | along (010) | ||
| IrTe2 | 3.959 | 5.419 | 3.929 a) | 5.405 a) | 10.7 | −3.1 | |
| NiTe2 | 3.860 | 5.177 | 3.878 b) | 5.265 b) | 13.0 | −0.5 | |
| PdTe2 | 4.028 | 5.128 | 4.036 c) | 5.126 c) | 8.3 | −5.9 | |
| PtTe2 | 4.048 | 5.113 | 4.026 d) | 5.221 d) | 8.7 | −5.4 | |
| ZrTe2 | 3.909 | 6.683 | 3.940 e) | 6.630 e) | 11.8 | −1.8 | |
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