Idealmente, l'altezza della barriera di Schottky (SBH) può essere ottenuta in base all'allineamento relativo dei livelli energetici secondo la regola di Schottky-Mott. Tuttavia, la regola di Schottky-Mott non era valida a causa dell'effetto FLP (Fermi Level Pinning), è difficile regolare SBH modificando la funzione di lavoro dei metalli. La progettazione precisa e la modulazione di SBH sono impegnative e la questione del FLP dovrebbe essere affrontata.

In questa recensione, gli autori hanno riassunto il concetto fondamentale della giunzione Schottky vdW, compreso l'allineamento della banda all'interfaccia e i modelli di estrazione SBH. Successivamente sono state introdotte le origini del FLP e le strategie per eliminarlo.

In termini di contatto superficiale 2D, per ridurre al minimo l'SBH sono stati introdotti rispettivamente l'inserimento di uno strato tampone, il contatto vdW con il metallo 3D mediante il metodo di trasferimento a secco e la costruzione di tutti i contatti vdW 2D utilizzando materiali 2D semimetallici.

Nel frattempo, il contatto del bordo 1D mediante incisione o transizione di fase può anche realizzare la depinning a livello di Fermi. Sulla base delle giunzioni Schottky 2D vdW che possono limitare efficacemente l'effetto FLP, è stata ulteriormente introdotta la modulazione della barriera Schottky tramite campo esterno, come gating elettrostatico e polarizzazione e deformazione ferroelettrica.

La ricerca è pubblicata sulla rivista Advanced Devices &Instrumentation .

Sono stati poi riassunti i recenti sviluppi di fotorivelatori basati su giunzioni Schottky 2D, che mostrano le caratteristiche di elevata sensibilità, funzionamento autonomo e risposta rapida. Rispetto al fotorilevatore convenzionale a giunzione Schottky in bulk, si prevede che il dispositivo a giunzione Schottky 2D possieda una corrente oscura inferiore.

Inoltre, le giunzioni vdW interamente 2D che impiegano materiali 2D semimetallici hanno mostrato una maggiore efficienza di conversione energetica e un controllo efficiente della barriera Schottky grazie all'eliminazione del FLP. La possibilità di regolazione delle giunzioni Schottky ha consentito anche la realizzazione di fotodiodo riconfigurabile, vantaggioso per il fotorilevamento multifunzionale.

Gli autori hanno riepilogato ulteriormente le strategie per migliorare il fotorilevamento basato sulla giunzione Schottky vdW dagli aspetti di migliore assorbimento ottico, gamma di lunghezze d'onda estesa, aumento del fotogain e progettazione di metallo 2D anisotropo.

Le giunzioni Schottky hanno importanti aspetti applicativi nel campo della fotorilevazione. Tuttavia, la scarsa rettificazione e le caratteristiche di trasporto incontrollato dei portanti nelle giunzioni Schottky 2D ne limitano l'applicazione, attribuendola al forte effetto FLP.

Diversi tipi di semimetalli 2D offrono abbondanti scelte per la progettazione della giunzione Schottky vdW basata sulla funzione di lavoro dei metalli 2D secondo la regola Schottky-Mott. I livelli di Fermi dei metalli 2D possono essere facilmente modulati, consentendo la regolazione flessibile di SBH, essenziale per realizzare l'intero potenziale delle giunzioni Schottky 2D e migliorare ulteriormente le prestazioni di fotorilevamento.

Le direzioni future possono concentrarsi sulla fabbricazione della giunzione Schottky vdW su larga scala, sulla modulazione flessibile dell'ampiezza della barriera Schottky e sui meccanismi di fotorilevamento sintonizzabile di elettroni caldi.