黑磷层间载流子传输机理研究
The following article is from 中国科学杂志社 Author Science Bulletin
北京航空航天大学张俊英课题组和中科院北京纳米能源与系统研究所潘曹峰课题组设计了基于黑磷的垂直结构场效应管器件，并对黑磷层间载流子传输机理进行了探究。相关文章发表于Science Bulletin 2019年第4期。
二维材料因其独特的物质结构和性质在近些年受到了广泛的关注和研究。相比较于传统的三维半导体材料，层状堆垛的二维材料具有更优异的电学性能和光学性能，在电子器件和光电子器件中受到了广泛的研究，在下一代的电子器件中将会具有非常广阔的应用前景。
目前，基于二维材料的研究大部分集中在材料在平面方向上的电学性质和光学性质，对于在垂直方向上的研究非常少，对于载流子在层间的传输机制还不清楚。在最近发表的这项研究中，研究人员选择一种双极性二维材料黑磷并制备了相应的垂直结构场效应管器件，并利用第一性原理计算了黑磷在垂直方向上的光学带隙。通过对制备的垂直结构器件和水平结构器件进行常温和低温下电学性能测试发现，垂直结构的黑磷器件的电学性能很难被外界电场所调控，黑磷垂直方向上的电阻在外界电场下的变化很小，这与计算出来的垂直方向上的半导体带隙存在一定出入，这主要是由于电子在垂直方向上的层间传输是一种超快的相互作用，导致了黑磷在垂直方向上的电阻变化范围较小。
此外，他们还制备了混合了水平结构和垂直结构的混合结构器件。进行电学性能的变温测试结果发现，混合结构的器件在不同温度下的电学性能和水平结构器件的结果类似，这表明垂直方向上电子的传输对水平方向上的电学性能基本上没有影响，其电阻的数值随着温度和外界电场的变化维持在一个较小的范围。这种定阻特性将会为以后集成度较高的二维材料在电子器件和光电子逻辑器件中提供了一种全新的实现定值电阻的途径。
请阅全文
Bensong Wan, Shaoqiang Gao, Jiacheng Sun, Yufei Zhang, Yuyan Wang, Caofeng Pan, Junying Zhang. Investigating the interlayer electron transport and its influence on the whole electric properties of black phosphorus. Science Bulletin, 2019, 64(4): 254-260
https://doi.org/10.1016/j.scib.2018.11.026
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