Aplicação fundamental e fotodetectora de junções van der Waals Schottky
metal-semicondutor. Crédito:Dispositivos Avançados e Instrumentação A junção composta por metais tradicionais e semicondutores 2D é um componente chave dos dispositivos semicondutores.
Idealmente, a altura da barreira Schottky (SBH) pode ser obtida com base no alinhamento relativo dos níveis de energia de acordo com a regra Schottky-Mott. No entanto, a regra de Schottky-Mott era inválida devido ao efeito de fixação de nível de Fermi (FLP), é difícil ajustar o SBH alterando a função de trabalho dos metais. A concepção precisa e a modulação do SBH são um desafio e a questão do FLP deve ser abordada.
Nesta revisão, os autores resumiram o conceito fundamental da junção Schottky vdW, incluindo o alinhamento de bandas na interface e os modelos de extração SBH. Em seguida, foram apresentadas as origens da FLP e as estratégias para eliminá-la.
Em termos de contato de superfície 2D, a inserção da camada tampão, o contato vdW com metal 3D pelo método de transferência a seco e a construção de todo contato 2D vdW usando materiais 2D semimetálicos foram introduzidos respectivamente para minimizar o SBH.
Enquanto isso, o contato da borda 1D por gravação ou transição de fase também pode realizar a depinning do nível Fermi. Com base nas junções Schottky 2D vdW que podem efetivamente restringir o efeito FLP, a modulação da barreira Schottky via campo externo, como controle eletrostático e polarização e deformação ferroelétrica, foi introduzida posteriormente.
A pesquisa foi publicada na revista Advanced Devices &Instrumentation .
Foi então resumido o recente desenvolvimento de fotodetectores baseados em junções Schottky 2D, que apresentam as características de alta sensibilidade, operação autodirigida e resposta rápida. Comparado com o fotodetector de junção Schottky convencional, espera-se que o dispositivo de junção Schottky 2D possua menor corrente escura.
Além disso, junções vdW totalmente 2D empregando materiais 2D semimetálicos exibiram maior eficiência de conversão de energia e controle eficiente da barreira Schottky devido ao FLP eliminado. A sintonização das junções Schottky também permitiu a realização de fotodiodo reconfigurável, o que é benéfico para fotodetecção multifuncional.
Os autores resumiram ainda as estratégias para melhorar a fotodetecção com base na junção vdW Schottky a partir dos aspectos de maior absorção óptica, faixa estendida de comprimento de onda, aumento de fotoganho e design de metal 2D anisotrópico.
As junções Schottky possuem importantes aspectos de aplicação no campo da fotodetecção. No entanto, a má retificação e a característica de transporte descontrolado nas junções Schottky 2D restringem sua aplicação, atribuindo-se ao forte efeito FLP.
Diferentes tipos de semimetais 2D oferecem opções abundantes para o projeto da junção Schottky vdW com base na função de trabalho de metais 2D de acordo com a regra Schottky-Mott. Os níveis Fermi de metais 2D podem ser facilmente modulados, permitindo o ajuste flexível do SBH, que é essencial para realizar todo o potencial das junções Schottky 2D e melhorar ainda mais o desempenho de fotodetecção.
As direções futuras podem se concentrar na fabricação de junção Schottky vdW em grande escala, modulação flexível da largura da barreira Schottky e mecanismos de fotodetecção de elétrons quentes sintonizáveis.
