基于过渡金属硫族化合物的二维材料异质结，由于其在下一代高性能集成光电子器件中的潜在应用而备受关注。虽然目前异质结制备很广泛，但是外延生长具有干净锐利界面的原子级别厚度金属-半导体异质结仍然备受挑战。另外，基于金属-半导体异质结的光电性能还鲜有研究。
近日，北京航空航天大学宫勇吉教授、中科院上海技术物理研究所胡伟达研究员和中科院物理所鲍丽宏副研究员等人在Science China Materials上发表研究论文，报道了高质量垂直金属-半导体异质结的合成，其中金属性质的单层NbS2外延生长于单层MoS2表层。
图1NbS2/MoS2表层异质结的合成与形貌。
使用NbS2作为电极接触的MoS2晶体管，其迁移率和电流开关比相对于Ti/Au接触的MoS2晶体管分别提升了6倍和2个数量级。
图2Ti/Au和NbS2作为电极接触的MoS2晶体管的性能。
另外，基于NbS2作为电极接触的MoS2光电探测器，其响应时间和光响应可以分别提升至少30倍和20倍。
图3Ti/Au和NbS2作为电极接触的MoS2光电探测器的性能。
本工作通过简单的化学气相沉积(CVD)方法制备的原子级别厚度的金属-半导体异质结和二维金属材料在接触方面的作用为其在光电子器件中的应用奠定了基础。
该研究成果最近发表于Science China Materials,,10.1007/s40843-020-1355-2。
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