金属–MoS2 界面部分费米能级钉扎的异常机制

进行密度泛函理论计算以揭示金属电极与单层MoS2之间接触的性质。研究发现对于多种金属，肖特基势垒存在，其中的功函数范围为4.2–6.1 eV。除了与铂形成的p型肖特基接触外，所有研究的金属–MoS2 复合体中的费米能级均位于MoS2能隙中间的上方。金属–MoS2 接触处费米能级钉扎的机制对金属–二维半导体界面是独特的，显著不同于众所周知的巴丁钉扎效应、金属诱导能隙态以及缺陷/无序诱导的能隙态，这些效应适用于传统的金属–半导体结。在金属–MoS2 界面，费米能级部分钉扎的原因有两个界面行为：首先是由于电荷重分布而导致的界面偶极子形成修饰了金属的功函数，其次是由于界面金属–硫相互作用而导致的渐弱的层内S–Mo键合产生主要具有Mo d轨道特征的能隙态。这一发现将为形成与MoS2的欧姆接触提供指导。