Theoretische Analyse von Ladungstransfer und Modulation der Arbeitfunktion an der MoS₂/Graphen-Heterogränze

Zweidimensionale (2D) Heterostrukturen, die aus Übergangsmetall-Dichalkogeniden (TMDs) und Graphen bestehen, haben aufgrund ihrer einzigartigen Ladungstransport- und Grenzflächen-Eigenschaften erhebliche Aufmerksamkeit auf sich gezogen. In dieser Arbeit wird eine theoretische Analyse des Ladungstransfers und der Modulation der Arbeitfunktion an der MoS₂/Graphen-Heterogränze vorgestellt. Die Studie basiert auf Modellen zur Bandanpassung und zur Bildung von elektrostatischen Dipolen und liefert analytische Ausdrücke für die durch die Grenzfläche induzierte Potentialdifferenz und die Variation der Arbeitfunktion. Die Ergebnisse zeigen, dass die Ladungsumverteilung über die van der Waals-Grenzfläche zu einer Ausrichtung des Fermiklevels und einer Modifikation der lokalen elektronischen Struktur führt. Der Unterschied in der Arbeitfunktion (ΔΦ) hängt von der Ladungstransferdichte, der Dielektrizitätskonstante und dem Abstand der Schichten ab. Diese Erkenntnisse heben die grundlegende Rolle der Grenzflächen-Elektrostatik bei der Anpassung der elektronischen Eigenschaften von MoS₂/Graphen-Systemen hervor, was für das Design von Hochleistungsnanoelektronik- und Optoelektronikgeräten von entscheidender Bedeutung ist.