Hétérojonction à espace de bande brisé van der Waals multifonctionnelle

Résumé L’offset de bande d'énergie fini qui apparaît entre les structures de bande des matériaux utilisés dans une hétérojonction à espace de bande brisé présente plusieurs phénomènes intéressants. Ici, en utilisant une hétérojonction de phosphore noir (BP)/disulfure de rhénium (ReS₂), la modulabilité de la fonction de travail du BP (Φ BP) en variant l'épaisseur des flocons est exploitée afin de démontrer qu'une hétérojonction à espace de bande brisé à base de BP peut manifester diverses caractéristiques de transport de courant telles que des diodes de jonction p-n rectifiantes modulables par porte, des diodes Esaki, des diodes rectifiantes inversées et des dispositifs non rectifiants en raison de la courbure de bande variée à l'hétérojonction. La diversité dans la courbure de bande près de l'hétérojonction est attribuée au changement de la différence de niveau de Fermi (Δ) entre les côtés BP et ReS₂ en conséquence de la modulation de Φ BP. L'absence de changement dans les caractéristiques de transport de courant dans plusieurs dispositifs avec un Δ fixe fournit également des preuves supplémentaires que le transport de courant est substantiellement impacté par la courbure de bande à l'hétérojonction. Les expériences optoélectroniques sur la diode Esaki et la diode de jonction p-n fournissent des preuves expérimentales de la diversité de la courbure de bande. De plus, la jonction p⁺-n-p comprenant BP (38 nm)/ReS₂/BP(5,8 nm) démontre la multifonctionnalité des inverseurs binaires et ternaires ainsi qu'un comportement de transistor bipolaire avec un gain de courant d'émetteur commun allant jusqu'à 50.