近日，我校材料工程专业23级研究生江野在国际知名期刊Communications Physics上发表了题为"Geometry Engineering of Tunneling Transistors in Transition Metal Dichalcogenide Nanoribbon Heterojunctions"的研究成果。
Communication Physics是Nature出版集团旗下的一本物理学重要期刊，专注于发表物理学各领域的高质量、原创性的重要研究成果，是中科院一区，TOP期刊，影响因子8.4。该项研究是陈桥教授课题组与三峡大学胡功伟副教授在低维体系量子输运领域取得的新进展。江野为第一作者，计算科学与电子学院陈桥教授、三峡大学胡功伟副教授和西北工业大学黄佛宝副教授为共同通讯作者，湖南工程学院为第一完成单位。
过渡金属二硫化物（TMD）作为一种主流二维材料，其纳米带具有锯齿边和扶手椅边两种边缘构型。锯齿边TMD纳米带表现出金属性和铁磁行为，而扶手椅边则呈现半导体性和非磁性特征，这为电子学、光学、催化、等离子体、自旋电子学、压电和热电等多领域应用提供了可能。然而，现有TMD纳米带异质结的设计通常需要引入外来材料或精确调控原子层，这可能因界面效应而降低器件性能或可靠性，尤其对于对尺寸波动高度敏感的隧穿相关器件。针对这一问题，亟需开发新型TMD纳米带异质结构设计方法。
文章研究了通过调整过渡金属二硫化物（TMD）纳米带的几何边缘，提出了结合金属性锯齿边和半导体性扶手椅边的多样化隧穿异质结，在T形和H形TMD纳米带中分别构建了单势垒隧穿和双势垒共振隧穿结构，其传输特性对纳米带宽度具有较高稳健性且可通过几何边缘调控。传输结果显示H形纳米带具有量子化能级，表现为电子和空穴传输谱中的多重共振峰，而在T形纳米带中，边缘态对电子表现出优异的隧穿性能。研究进一步探索了TMD纳米带异质结中隧穿和共振隧穿晶体管的器件特性，为量子电子和光电子应用提供了一种新的自由度。
该研究工作获得了国家自然科学基金、湖南省教育厅重点项目、湖南省应用特色学科建设项目（湖南工程学院）、湖北省自然科学基金、宜昌市自然科学基金、和三峡大学基金等资助。
（审核：刘洞波 任振华 陈桥 杨欢）
