グラフェン/WS2ファンデルワールスヘテロジャニカンスの電子輸送特性

2次元原子結晶のファンデルワールスヘテロジャニカンスは、ますます注目を集めている光電子特性の優れたため、機能的デバイスを構築するために広く使用されており、構造と特性を研究するためにさまざまな方法が開発されています。ここでは、グラフェン/WS2ヘテロ接合の輸送特性を計算するために、非平衡緑の関数技術と組み合わせた密度官能理論が使用されています。ヘテロ接合の形成は、グラフェンのディラック点の開口部につながらないことが観察されています。代わりに、グラフェンとWS2の両方のそれぞれのバンド構造が保存されています。したがって、ヘテロ接合は、ヘテロ接合内の2つの表面間に特定の回転角が存在するにもかかわらず、低バイアス電圧でのユニークなオームの法則に従います。透過スペクトル、状態の密度、および伝送固有状態を使用して、一意の線形I-V特性の起源とメカニズムを調査します。この研究は、混合次元ヘテロ接合ナノエレクトロニクスデバイスを設計するための理論的枠組みを提供します。

Van der Waals heterojunctions of two-dimensional atomic crystals are widely used to build functional devices due to their excellent optoelectronic properties, which are attracting more and more attention, and various methods have been developed to study their structure and properties. Here, density functional theory combined with the nonequilibrium Green's function technique has been used to calculate the transport properties of graphene/WS2 heterojunctions. It is observed that the formation of heterojunctions does not lead to the opening of the Dirac point of graphene. Instead, the respective band structures of both graphene and WS2 are preserved. Therefore, the heterojunction follows a unique Ohm's law at low bias voltages, despite the presence of a certain rotation angle between the two surfaces within the heterojunction. The transmission spectra, the density of states, and the transmission eigenstate are used to investigate the origin and mechanism of unique linear I-V characteristics. This study provides a theoretical framework for designing mixed-dimensional heterojunction nanoelectronic devices.