范德瓦尔斯(vdW)异质结构在纳米电子学和光电子学中表现出极好的应用前景。我们提出了一种由石墨烯和WGe2N4单层(ML)组成的新型vdW异质结构，并通过第一性原理计算研究了外部电场(Eext)对肖特基势垒高度(SBH)的影响。由于界面相互作用较弱，这两个组分层都很好地保持了其基本的电子特性。石墨烯/WGe2N4异质结对Eext很敏感。在Eext =-0.3 V/Å和0.6 V/Å时，接触分别变为n型和p型欧姆接触。这些发现表明，石墨烯/WGe2N4 vdW异质结构在纳米电子学中具有广阔的应用前景。
图1. (a)优化后的ML WGe2N4的俯视图和侧视图；(b)优化后的石墨烯/WGe2N4 vdW异质结构的俯视图和侧视图。
图2. (a) ML WGe2N4的能带结构。(b-c)石墨烯/ WGe2N4超晶胞vdW异质结的投影能带结构(b)(2×2)/(图片)；(c)(图片)/(3×3)；(d)具有(2×2)/(图片)的超晶胞石墨烯/ WGe2N4 vdW异质结单元素的PDOS。
图3. 石墨烯/ WGe2N4 vdW异质结的( a )平面平均电荷密度；( b )平面平均电荷密度差；( c )沿z轴的静电势；( d )能带图。
图4 .切片交叉过程中的横截面和电子局部化函数(ELF) (a) C-C键；(b) Ge-N键；(c) W-N键。
图5. 电场作用下石墨烯/WGe2N4 vdW异质结构的投影能带结构。(a)−0.3 V/Å, (b)−0.1 V/Å, (c)0.2 V/Å, (d) 0.6 V/Å。
图6. 石墨烯/WGe2N4 vdW异质结构在外加电场作用下的SBH演化。
相关研究成果由北方工业大学机械与材料工程学院XinQi Yuan等人于2024年发表在Surface Science上。
原文：Graphene/WGe2N4 van der Waals heterostructure: Controllable Schottky barrier by an electric field
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