湖南大学段曦东教授团队InfoMat：通过CVD制备CoSe-WSe2横向异质结改善器件性能

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二维（2D）半导体异质结因其独特的电学/光电性能，在下一代半导体设备中有极强应用的前景。通过构建垂直/横向范德华异质结，可以人工实现电子、光子、以及声子的限域输运。在异质结的制备过程中，化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）方法被广泛使用，对元素分布进行精确的空间调制，实现原子锐利的界面。相对于半导体异质结，由于典型的半导体过渡金属二卤化物（TMD）和金属TMD（MTMD）之间晶格结构和化学性质差异较大，横向金属-半导体异质结的性质研究较少，并且合成难度较大。但高质量的金半横向异质结对于构造高性能半导体器件非常重要，可以有效降低传统器件接触位置能级的费米钉扎，构建可调肖特基结，实现超低接触电阻等。因此， 2D金半异质结的直接CVD合成对改善器件结构，优化器件性能具有重要价值。基于此，来自湖南大学的段曦东教授团队利用两步CVD法，实现了高性能CoSe-WSe₂横向异质结构的可控制备。该工作表明CoSe可以在预生长的WSe₂纳米片边缘选择性成核，形成CoSe-WSe₂金半横向异质结。AFM研究表明，在双层WSe₂的边缘上横向外延生长的CoSe的厚度低至1.9 nm。HRTEM研究进一步揭示了CoSe和WSe₂之间的独特界面。与传统的Cr/Au接触相比，CoSe‐WSe₂横向异质结FET表现出令人满意的欧姆接触，并提高了器件性能。该工作InfoMat上以题为“In‐plane epitaxial growth of 2D CoSe‐WSe₂ metal‐semiconductor lateral heterostructures with improved WSe2 transistors performance”在线发表。

我们摘取了文章里的几部分重点给大家做个介绍：

1. 二维金半面内外延示意图

2. 金半外延的调制过程

 单层WSe2的外延过程中表现为横向的扩散生长；双层WSe2的外延表现为温度调制的纵向生长。

3. 所得异质结表现出的单晶特性

4.基于CoSe-WSe₂异质结构建的FET器件：面内金半外延接触器件迁移率可达42.1 cm² V^-1 s^-1，平带势垒降低至48 me V。

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