近日，我校光学与电子科技学院舒海波教授课题组在二维范德华半导体器件领域取得重要进展，研究成果以“High-throughput screening of phase-engineered atomically thin transition metal dichalcogenides for van der Waals contacts at the Schottky-Mott limit”为题，发表在信息技术与材料交叉学科国际权威学术期刊InfoMat上(中科院一区，影响因子：24.798)，本文的第一作者为我校研究生李妍炎，通讯作者为舒海波教授，中国计量大学为唯一通讯单位。

二维原子层厚度的过渡金属硫族化合物(TMD)因为其独特的结构特性和优异的光电性质成为制备纳米级电子和光电子器件的重要候选材料。形成良好的金属-半导体接触对于发展高性能的TMD基光电器件尤为重要，且金属-半导体结的接触特性依赖于界面的接触势垒，即肖特基势垒。在理想情况下，金属-半导体结的肖特基势垒的大小可以依据肖特基-莫特规则通过改变金属电极的功函数进行调节。但是，常规的金属-TMD结会因为不可避免的界面结构无序和强化学键耦合所产生的界面态，形成费米钉扎和肖特基势垒的不可调，极大地影响了TMD基器件的光电性能。因此，消除或减弱TMD基金属-半导体异质结的费米钉扎效应对于改善其接触特性及其器件的光电性能具有重要的意义。

728种TMD基范德华金属-半导体异质结的接触类型

该论文创新性地提出利用二维TMD材料的晶相工程策略去构筑其范德华金属-半导体异质结，利用其弱界面耦合去消除金属-半导体界面的费米钉扎效应。并通过高通量第一性原理计算方法从2880种TMD基金属-半导体异质结中筛选728种具有高稳定性的异质结；采用肖特基势垒、费米钉扎强度因子和载流子隧穿几率作为条件参数，筛选出了8种具有高载流子隧穿几率且符合肖特基-莫特规则的TMD基范德华异质结体系。该项研究为深入理解TMD基范德华金属-半导体异质结的接触特性提供了重要基础，并为基于TMD材料设计新型纳米电子和光电子器件带来了新的思路。

该论文的研究工作得到了国家自然科学基金面上项目（62174151）以及浙江省自然科学基金重点项目（LZ22F040003）和青年基金(Q21A050007)的资助。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/inf2.12407