Electric field-driven the electronic properties and contact behavior of the metal/semiconductor NbS 2/Sc 2 CF 2 heterostructure

Bài báo thuộc danh mục ISI (Q2) do nhóm tác giả TS. Trần Thị Nhàn- khoa Khoa học cơ bản trường Đại học Công nghiệp Hà Nội; TS. Phùng Thị Việt Bắc- Trường Đại học VinUniversity; TS, Phạm T Trường; Huỳnh Văn Phúc- Trường Đại học Đồng Tháp; TS. Nguyễn Ngọc Hiếu- Trường Đại học Duy Tân; TS. Nguyễn Văn Chương - Trường Đại học kỹ thuật Lê Quý Đôn đăng trên tạp chí Dalton Transactions số 54 do nhà xuất bản Royal Society of Chemistry xuất bản ngày 02 tháng 4 năm 2025 từ trang 7080 đến trang 7087.

Trong bài báo, nhóm tác giả đã đã thiết kế một cấu trúc composite kim loại/bán dẫn dựa trên kim loại NbS2 hai chiều (2D) và chất bán dẫn Sc2CF2 2D và nghiên cứu các tính chất của nó bằng cách sử dụng các phép tính nguyên lý đầu tiên. Kết quả nghiên cứu cho thấy cấu trúc composite này tồn tại bền vững trên phương diện năng lượng và hình thành tiếp xúc Schottky loại p với rào cản năng lượng nhỏ khoảng 0,35 eV. Ngoài ra, cấu trúc composite có các đặc điểm giao diện ưu việt, bao gồm hiện tượng ghim mức Fermi yếu và điện trở tiếp xúc thấp, khiến nó trở thành vật liệu đầy hứa hẹn cho các thiết bị điện tử và quang điện tử thế hệ mới. Đáng chú ý, các kết quả của nhóm nghiên cứu đã chứng minh các tính chất điện tử và đặc tính tiếp xúc của cấu trúc NbS2/Sc2CF2 có thể được điều chỉnh hiệu quả bằng một trường điện bên ngoài. Điện trường có thể tạo ra sự chuyển đổi từ tiếp xúc loại p sang tiếp xúc loại n và từ tiếp xúc Schottky sang tiếp xúc Ohmic, kết quả này đã khẳng định tiềm năng ứng dụng của cấu trúc này trong các thiết bị nano điện tử có thể chủ động kiểm soát.

Abstract: In this work, we theoretically designed a metal/semiconductor heterostructure composed of two-dimensional (2D) NbS2 metal and 2D Sc2CF2 semiconductor and investigated its properties using first-principles calculations. Our results reveal that this heterostructure is energetically stable and forms a p-type Schottky contact with a small barrier of approximately 0.35 eV. Additionally, it exhibits excellent interfacial characteristics, including a weak Fermi level pinning and low contact resistance, making it a promising candidate for next-generation electronic and optoelectronic devices. Notably, our findings demonstrate that the electronic properties and contact characteristics of the NbS2/Sc2CF2 heterostructure can be effectively tuned by an external electric field. The electric field can induce a transition from a p-type to an n-type contact and from a Schottky to an Ohmic contact, highlighting its potential for tunable nanoelectronic applications.

Keyword: NbS2/Sc2CF2; semiconductor

Toàn văn bài báo tải về tại đây: https://doi.org/10.1039/D5DT00560D

Một vài hình vẽ trong bài báo