Konfigurationsabhängige elektrisch einstellbare Van-der-Waals-Heterostrukturen basierend auf MoTe2/MoS2

Van-der-Waals-Heterostrukturen (vdWHs), die durch künstliches Stapeln von 2D-Lagenmaterial (2DLM) erzeugt werden, sind brandneue Strukturen, die neuartige elektronische und optoelektronische Eigenschaften gezeigt haben und großes Interesse geweckt haben. Bisher basieren die Ergebnisse nur auf Geräten mit symmetrischen Konfigurationen: Geräte, die hauptsächlich von vdWH-Teilen dominiert werden, oder kreuzartige Konfigurationen, die sowohl vdWHs als auch zusätzliche individuelle 2DLM-Schichten kombinieren. Ganz unterschiedliche gate-einstellbare Phänomene wurden für diese beiden Konfigurationen beobachtet, obwohl 2DLMs mit ähnlichen Bandanpassungen verwendet wurden, was auf die unterschiedlichen verwendeten Geräte-Konfigurationen zurückzuführen sein könnte. Für ein tieferes Verständnis ist eine rationale Untersuchung der konfigurationsabhängigen Eigenschaften von vdWHs erforderlich. Hier wird anhand von MoTe2/MoS2 als Beispiel ein vdWH-Gerät mit zwei asymmetrischen Konfigurationen künstlich entworfen. Durch den Vergleich der jeweiligen Ergebnisse wird festgestellt, dass die Eigenschaften, die nur von den vdWHs stammen, d.h. das Gleichrichtverhalten und die offene Spannung im photovoltaic Effekt, unabhängig von der Gerätestruktur sind. Andere Eigenschaften, d.h. Abflussströme, Kurzschlussströme und Photoreaktionsleistungen, hängen jedoch stark von der verwendeten Konfiguration ab. Diese Ergebnisse geben eine Anleitung zur Untersuchung der intrinsischen Eigenschaften von vdWHs und zur Optimierung der Gerätearchitekturen für bessere Leistungen.