The electronic structure and interfacial contact with metallic borophene of monolayer ScSX (X = I, Br, and Cl)

文献情報

出版日 2022-10-14
DOI 10.1039/D2CP03808K
インパクトファクター 3.676
著者

Rengui Xiao, Tinghai Yang, Yong Zeng, Xiaoqing Tan


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要旨

Two-dimensional (2D) semiconductors with excellent electronic and optical properties provide a great prospect for the fundamental research and application for the next-generation devices. Exploring the contact properties between 2D semiconductors and metal electrodes for improving the performance of nanodevices is of utmost importance. Motivated by the successful synthesis of bulk ScSI experimentally in a recent work [A. M. Ferrenti, M. A. Siegler, S. Gao, N. Ng and T. M. McQueen, Chem. Mater., 2022, 34, 12, 5443–5451], here we systematically investigate the intrinsic structural, electronic and optical properties of the novel monolayer ScSX (X = I, Br, and Cl) and their interfacial contact properties with the metal electrode of borophene using first-principles calculations. Interestingly, halogen X atoms with different electronegativities not only influence the intrinsic properties of monolayer ScSX, but also affect the interlayer coupling between monolayer ScSX and metallic borophene. The ScSI/borophene heterostructure forms a p-type Schottky contact, while both ScSBr/borophene and ScSCl/borophene heterostructures form a n-type Schottky contact. Moreover, our calculations demonstrate that strain engineering and applying an external electric field are effective strategies to regulate the Schottky barrier and contact types at the interface of ScSX/borophene. These findings provide a very promising path for designing tunable Schottky nanodevices with high-performance based on monolayer ScSX.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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