近日，best365官網(wǎng)材料工程專業(yè)23級(jí)研究生江野在國(guó)際知名期刊Communications Physics上發(fā)表了題為"Geometry Engineering of Tunneling Transistors in Transition Metal Dichalcogenide Nanoribbon Heterojunctions"的研究成果。
Communication Physics是Nature出版集團(tuán)旗下的一本物理學(xué)重要期刊，專注于發(fā)表物理學(xué)各領(lǐng)域的高質(zhì)量、原創(chuàng)性的重要研究成果，是中科院一區(qū)，TOP期刊，影響因子5.4。該項(xiàng)研究是陳橋教授課題組與三峽大學(xué)胡功偉副教授在低維體系量子輸運(yùn)領(lǐng)域取得的新進(jìn)展。江野為第一作者，計(jì)算科學(xué)與電子學(xué)院陳橋教授、三峽大學(xué)胡功偉副教授和西北工業(yè)大學(xué)黃佛寶副教授為共同通訊作者，best365官方網(wǎng)站登錄入口為第一完成單位。
過(guò)渡金屬二硫化物（TMD）作為一種主流二維材料，其納米帶具有鋸齒邊和扶手椅邊兩種邊緣構(gòu)型。鋸齒邊TMD納米帶表現(xiàn)出金屬性和鐵磁行為，而扶手椅邊則呈現(xiàn)半導(dǎo)體性和非磁性特征，這為電子學(xué)、光學(xué)、催化、等離子體、自旋電子學(xué)、壓電和熱電等多領(lǐng)域應(yīng)用提供了可能。然而，現(xiàn)有TMD納米帶異質(zhì)結(jié)的設(shè)計(jì)通常需要引入外來(lái)材料或精確調(diào)控原子層，這可能因界面效應(yīng)而降低器件性能或可靠性，尤其對(duì)于對(duì)尺寸波動(dòng)高度敏感的隧穿相關(guān)器件。針對(duì)這一問(wèn)題，亟需開發(fā)新型TMD納米帶異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。
文章研究了通過(guò)調(diào)整過(guò)渡金屬二硫化物（TMD）納米帶的幾何邊緣，提出了結(jié)合金屬性鋸齒邊和半導(dǎo)體性扶手椅邊的多樣化隧穿異質(zhì)結(jié)，在T形和H形TMD納米帶中分別構(gòu)建了單勢(shì)壘隧穿和雙勢(shì)壘共振隧穿結(jié)構(gòu)，其傳輸特性對(duì)納米帶寬度具有較高穩(wěn)健性且可通過(guò)幾何邊緣調(diào)控。傳輸結(jié)果顯示H形納米帶具有量子化能級(jí)，表現(xiàn)為電子和空穴傳輸譜中的多重共振峰，而在T形納米帶中，邊緣態(tài)對(duì)電子表現(xiàn)出優(yōu)異的隧穿性能。研究進(jìn)一步探索了TMD納米帶異質(zhì)結(jié)中隧穿和共振隧穿晶體管的器件特性，為量子電子和光電子應(yīng)用提供了一種新的自由度。
該研究工作獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、湖南省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目、湖南省應(yīng)用特色學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（best365官方網(wǎng)站登錄入口）、湖北省自然科學(xué)基金、宜昌市自然科學(xué)基金和三峽大學(xué)基金等資助。
（審核：劉洞波 任振華 陳橋 楊歡）
