层依赖性非对称偶极子诱导原子级薄p-n结的形成

《Nano Letters》：Layer-Dependent Asymmetric Dipoles Induced Formation of Atomically Thin p–n Junctions

通过层间非对称偶极子工程调控二维极化半导体表面功函数差异，在金属/半导体/金属夹层模型中实现选择性载流子注入，构建自掺杂p-n结。该方案通过增加极化层数量扩展金属电极兼容性，为原子级薄p-n结器件提供普适性策略。

　　

对于块状材料而言，传统的掺杂方法在应用于二维（2D）材料时变得无效，这为实现原子级薄的p-n结器件带来了根本性的挑战。在此，我们提出了一种通用框架，通过层依赖的不对称偶极子来设计2D极性半导体中的自掺杂p-n结。在2D金属/2D极性半导体/2D金属三明治模型中，判断p-n结行为的一个标准是：金属的功函数位于极性半导体两个表面所决定的功函数之间，从而使电子和空穴能够被选择性地注入到上下金属层中。通过增加极性层的数量，可以有效地调节表面功函数的差异，从而提高与更多金属电极的兼容性。这项工作为实现原子级薄的p-n结器件提供了一种通用策略，为后摩尔时代2D电子学的发展奠定了基础。