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Tuning the electronic structure of two-dimensional semiconductor junctions

Descrizione del progetto

Nuovi approcci per controllare le giunzioni di semiconduttori bidimensionali

I semiconduttori bidimensionali (2D) sono all’avanguardia nel settore della nanoelettronica in virtù del loro potenziale di creare i più piccoli dispositivi elettronici esistenti, come le giunzioni laterali; questi sistemi di minuscole dimensioni sono essenziali per comprendere l’allineamento e la curvatura delle bande e le regioni di esaurimento, che determinano le applicazioni tecnologiche di tali dispositivi. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie (MSCA), il progetto 2D-In-Tune studierà queste giunzioni utilizzando materiali 2D avanzati come i dicalcogenuri di metalli di transizione, collocati su superfici speciali quali nitruro di boro esagonale o grafene. Mediante l’aggiunta di atomi ospiti tra gli strati, i ricercatori hanno potuto perfezionare i materiali senza alterarne le proprietà, offrendo risultati che riveleranno nuove intuizioni sulla curvatura delle bande e introdurranno modi innovativi intesi a rilevare e mappare i livelli di energia.

Obiettivo

Lateral junctions between two-dimensional (2D) semiconductors are conceptually the smallest possible electronic devices. This project investigates the basic physics of these systems as the type of band alignment, the band bending and depletion region, which are decisive parameters for any application. Semiconductor junctions composed of 2D transition metal dichalcogenides (TMDs) will be prepared on hexagonal boron nitride (hBN) or graphene (Gr) on Ir(111). The use of the single-crystalline metal substrate allows the application of surface science methods for preparation and characterization, while the ultrathin buffer layer leaves the intrinsic properties of TMDs undisturbed. Intercalation of guest atoms between the buffer layer and Ir will be used as an elegant and non-invasive method for doping the TMDs. This will also tune intrinsic band bending at the 1D-interface of the TMD junctions, which is yet to be explored for various 2D systems. To separate the effect of inhomogeneous doping and inhomogeneous structure, two types of lateral TMD junctions will be prepared: Homojunctions will be achieved by doping only one part of the TMD island by extending it over the interface of intercalated patches in hBN. Heterojunctions will be composed of two different TMD materials grown on homogeneous vdW substrate, either fully intercalated or pristine. Samples will be prepared by combining two TMDs (ReS2 and WS2) and two dopants (n and p). Scanning tunneling spectroscopy (STS) and Kelvin probe force microscopy (KPFM) will be used for the characterization of the 1D-interfaces and the reconstruction of the band diagrams. Dielectric screening induced by the substrate will be analyzed by comparing values of the band gaps and shifts of critical energy points between different systems. This will deepen the understanding of the origin of band bending in 2D systems. Inelastic electron tunneling spectroscopy (IETS) will be used as a potentially new technique for detecting excitons.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

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Coordinatore

UNIVERSITAET SIEGEN
Contributo netto dell'UE
€ 173 847,36
Indirizzo
ADOLF REICHWEIN STRASSE 2A
57076 Siegen
Germania
Regione
Nordrhein-Westfalen Arnsberg Siegen-Wittgenstein
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)