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【2h】

Electronic properties of MoS2/MoOx interfaces: Implications in Tunnel Field Effect Transistors and Hole Contacts

机译：MoS2 / MoOx界面的电子特性：隧道场效应晶体管和空穴接触的含义

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In an electronic device based on two dimensional (2D) transitional metal dichalcogenides (TMDs), finding a low resistance metal contact is critical in order to achieve the desired performance. However, due to the unusual Fermi level pinning in metal/2D TMD interface, the performance is limited. Here, we investigate the electronic properties of TMDs and transition metal oxide (TMO) interfaces (MoS2/MoO3) using density functional theory (DFT). Our results demonstrate that, due to the large work function of MoO3 and the relative band alignment with MoS2, together with small energy gap, the MoS2/MoO3 interface is a good candidate for a tunnel field effect (TFET)-type device. Moreover, if the interface is not stoichiometric because of the presence of oxygen vacancies in MoO3, the heterostructure is more suitable for p-type (hole) contacts, exhibiting an Ohmic electrical behavior as experimentally demonstrated for different TMO/TMD interfaces. Our results reveal that the defect state induced by an oxygen vacancy in the MoO3 aligns with the valance band of MoS2, showing an insignificant impact on the band gap of the TMD. This result highlights the role of oxygen vacancies in oxides on facilitating appropriate contacts at the MoS2 and MoOx (x < 3) interface, which consistently explains the available experimental observations.
机译：在基于二维（2D）过渡金属二卤化金属（TMD）的电子设备中，找到低电阻的金属触点对于实现所需性能至关重要。但是，由于金属/ 2D TMD接口中不寻常的费米能级固定，因此性能受到限制。在这里，我们使用密度泛函理论（DFT）研究TMD和过渡金属氧化物（TMO）界面（MoS2 / MoO3）的电子性能。我们的结果表明，由于MoO3的大功函和与MoS2的相对能带对准以及较小的能隙，因此MoS2 / MoO3接口是隧道场效应（TFET）型器件的良好候选者。此外，如果由于MoO3中存在氧空位而使界面不是化学计量的，则异质结构更适用于p型（空穴）接触，表现出针对不同TMO / TMD界面的欧姆电学行为。我们的结果表明，由MoO3中的氧空位引起的缺陷状态与MoS2的价带一致，对TMD的带隙影响很小。该结果突出了氧化物中氧空位在促进MoS2和MoOx（x <3）界面上适当接触方面的作用，这始终解释了可用的实验观察结果。

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