Penyesuaian Hambatan Schottky dan Jenis Kontak dalam Heterostruktur van der Waals Grafena–MoTe₂ melalui Tegangan dan Listrik

Abstrak

Kalkulasi first-principle digunakan untuk membangun dan menyelidiki properti elektronik dan antarmuka MoTe₂ 2D yang berkontak dengan elektroda grafena dengan memanfaatkannya secara maksimal. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa properti elektronik lapisan grafena dan MoTe₂ terpelihara dengan baik dalam heterostruktur karena interaksi lapisan vdW yang lemah, dan level Fermi bergerak ke arah minimum banda konduksi lapisan MoTe₂ sehingga membentuk kontak Schottky tipe n di antarmuka. Secara menarik, tinggi hambatan Schottky dan jenis kontak dalam heterostruktur grafena-MoTe₂ dapat diatur secara efektif melalui tegangan biaxial dan listrik eksternal, yang dapat mengubah heterostruktur dari kontak Schottky tipe n menjadi tipe p atau kontak Ohmik. Karya ini memberikan wawasan yang lebih dalam untuk menyesuaikan jenis kontak dan strategi efektif untuk merancang perangkat nanoelektronik Schottky berbasis MoTe₂ berkinerja tinggi.

Pendahuluan

Kristal berlapis dua dimensi (2D) telah menarik perhatian yang meningkat karena properti fisik baru dan aplikasi potensialnya di berbagai bidang sejak penemuan grafena [1]. Fitur dan kinerja tidak konvensional, seperti efek kuantum Hall setengah integer [2], penggelinciran Klein [3], dan superkonduktivitas [4], telah ditemukan dalam berbagai material 2D. Untuk grafena, namun, struktur banda tipe konus Dirac tanpa sempit di dekat level Fermi menghambat aplikasinya langsung dalam transistor. Ini telah merangsang pencarian bahan alternatif dari material 2D lainnya [5,6,7,8,9,10,11,12,13,14] dengan properti serbaguna, di antaranya kalkogenida logam berlapis (TMDs) telah mendapatkan perhatian luas. Sempit banda TMDs dapat diatur dari sekitar 0,8 eV hingga 2,0 eV dan dapat dibandingkan dengan semiikon konvensional, menjadikan TMDs kandidat yang sangat baik untuk aplikasi optoelektronik. Mirip dengan grafit, sebagian besar TMDs adalah material struktur berlapis dengan interaksi vdW di antara lapisan, sehingga dapat diupas menjadi beberapa lapisan atau satu lapisan [15, 16]. Ditemukan bahwa TMDs memiliki karakteristik bergantung pada ketebalan dan akan mengalami transisi sempit banda tidak langsung-langsung [16, 17] ketika diubah dari bulk menjadi beberapa lapisan atau monolayer. Monolayer TMDs memiliki beberapa struktur, seperti fase H dan fase T (atau fase T′), sementara fase H umumnya menunjukkan karakteristik semiikon.

Sebagai anggota TMDs, bulk MoTe₂ termasuk tiga fase yang menarik: hexagonal (2H, semiikon) fase [18], monoclinic (1 T′, logam) fase [19], dan octahedral (T_d, semilogam Weyl tipe II) fase [20, 21], di mana fase 2H adalah yang paling stabil. Fase 2H MoTe₂ memiliki sempit banda tidak langsung sekitar 1,0 eV untuk bulk dan sempit banda langsung sekitar 1,1 eV untuk monolayer [22, 23], yang menunjukkan bahwa sempit banda hampir tidak bergantung pada jumlah lapisan dan dapat digunakan untuk detektor inframerah dekat. Untuk kenyamanan, dalam teks berikut, 2H-MoTe₂ disebut sederhana sebagai MoTe₂. Dibandingkan dengan TMDs lainnya, MoTe₂ memiliki banyak keuntungan, misalnya, konduktivitas lebih rendah [24], koefisien Seebeck lebih tinggi [24], dan kemampuan sensori yang lebih baik [18, 25]. Menggabungkan keuntungan MoTe₂ dan grafena, pembuatan jenis heterostruktur oleh grafena dan MoTe₂ untuk aplikasi perangkat dapat dipertimbangkan. Sebenarnya, baru-baru ini heterostruktur vertikal berdasarkan material struktur berlapis 2D telah menarik perhatian yang meningkat [26,27,28,29,30,31,32,33] karena tidak adanya ikatan diar di permukaan komponen terisolasi dan penindasan level Fermi yang lemah. Untuk heterostruktur vertikal berbasis grafena-TMDs, eksperimen telah mengonfirmasi rasio on-off yang sangat baik, respons foto yang tinggi, arus gelap yang rendah, dan efisiensi kuantum yang baik [34,35,36,37,38], dibandingkan dengan jenis berbasis TMDs sederhana. Meskipun sebagian besar heterostruktur vertikal berbasis grafena-TMDs yang dilaporkan dibangun dengan TMDs lainnya, seperti MoS₂, beberapa eksperimen telah menyelidiki heterostruktur grafena-MoTe₂ [39,40,41,42,43] karena properti elektronik dan optik unik MoTe₂. Dilaporkan [39] bahwa rasio on-off dari heterostruktur vertikal grafena-MoTe₂ adalah sekitar ~(0,5 − 1) × 10⁻⁵, dan responsivitas foto dapat mencapai 20 mAW⁻¹, yang dapat dibandingkan dengan nilai yang sesuai dari perangkat grafena-MoS₂. Kemudian, berdasarkan heterostruktur vdW vertikal grafena-MoTe₂-grafena, detektor inframerah dekat dibuat [40, 42] dengan performa unggul, termasuk responsivitas foto tinggi, efisiensi kuantum eksternal tinggi, proses respons dan pemulihan cepat, dan bebas dari sumber daya daya eksternal dibandingkan detektor foto semiikon berlapis lainnya. Kemudian, transistor vertikal vdW grafena-MoTe₂ yang menunjukkan karakteristik ambipolar V-shape yang sesuai [41] dilaporkan. Oleh karena itu, heterostruktur grafena-MoTe₂ adalah kandidat yang menjanjikan untuk perangkat nano optoelektronik dengan responsivitas tinggi, kecepatan tinggi, dan fleksibel. Dalam arti ini, sangat penting untuk melakukan penelitian teoretis pada heterostruktur vertikal grafena-MoTe₂ yang belum pernah dilaporkan sebelumnya.

Untuk heterostruktur logam-semiikon, jenis kontak (kontak Schottky atau kontak Ohmik) harus dipertimbangkan, karena itu menentukan keberadaan karakteristik rectifier atau tidak untuk heterostruktur. Untuk kontak Schottky, tinggi hambatan Schottky (SBH) akan memainkan peran kunci pada perilaku perangkat yang sesuai [44] dan telah diteliti secara intensif. Untuk mencapai kinerja tinggi untuk aplikasi perangkat nyata, akan diinginkan bahwa SBH dapat diatur. Banyak strategi telah diusulkan untuk memodulasi SBH, di antaranya penerapan listrik eksternal dan tegangan biaxial adalah cara paling umum.

Dalam artikel ini, berdasarkan kalkulasi first-principles, struktur elektronik, dan ketergantungan SBH pada listrik eksternal dan tegangan dari heterostruktur grafena-MoTe₂ telah diteliti. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa properti elektronik monolayer grafena dan MoTe₂ terpelihara dengan baik setelah ditumpuk secara vertikal sebagai heterostruktur. Hambatan Schottky heterostruktur dapat diubah antara tipe p dan tipe n dengan menerapkan listrik eksternal atau tegangan, dan heterostruktur bahkan dapat mencapai kontak Ohmik ketika listrik eksternal atau tegangan cukup kuat.

Metode Komputasi

Kalkulasi first-principle telah dilakukan menggunakan Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP) [45,46,47] berdasarkan teori fungsi densitas (DFT). Potensial palsu gelombang augmentasi proyektor (PAW) [48] diterapkan untuk memodelkan interaksi ion-elektron dan perkiraan gradien umum (GGA) Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) [49] digunakan untuk menangani pertukaran korelasi elektron. Untuk semua perhitungan, metode DFT-D2 [50] Grimme yang mewakili istilah interaksi vdW digunakan dan energi potong gelombang datar diatur ke 600 eV. Ambang konvergensi diatur ke 10⁻⁶ eV untuk energi dan 0,01 eV/Å untuk gaya. Mesh k-punkt zona Brillouin diatur sebagai 9 × 9 × 1 dalam skema Monkhost-Pack. Ruang vakum 25 Å di arah z diadopsi untuk menghindari interaksi antara lapisan yang berdekatan. Seperti yang dinyatakan bahwa efek spin-orbit coupling pada struktur banda 2H-MoTe₂ sangat lemah [51], semua perhitungan tidak mempertimbangkan spin-orbit coupling.

Heterostruktur grafena-MoTe₂ dibangun oleh grafena dan monolayer MoTe₂ melalui penumpukan kedua material 2D di arah vertikal. Keduanya grafena dan MoTe₂ mengadopsi jaringan heksagonal dan parameter jaringannya adalah 2,46 Å [52] dan 3,52 Å [53], masing-masing. Oleh karena itu, ketidakcocokan jaringan lebih rendah dari kriteria sebelumnya sebesar 5%. Menurut struktur monolayer grafena dan MoTe₂, di sini, tiga mode penumpukan tipikal dipertimbangkan: HS-1, HS-2, dan HS-3, yang ditunjukkan dalam Gambar 1. Untuk mode penumpukan HS-1, satu atom Te tepat berada di bawah situs lubang jaringan grafena; untuk HS-2, satu atom Te berada di bawah satu situs atom C jaringan grafena; untuk HS-3, satu atom Te berada di bawah situs atom C non-ekivalen lainnya dari jaringan grafena.

Ketika ketergantungan tegangan pada SBH diteliti, tegangan diterapkan secara sama di arah zigzag dan armchair grafena, masing-masing.

Hasil dan Pembahasan

Struktur kristal jaringan monolayer MoTe₂ dan tiga mode penumpukan tipikal (HS-1, HS-2, dan HS-3) heterostruktur grafena-MoTe₂ semuanya telah dioptimalkan sepenuhnya. Energi ikatan yang diperoleh dari tiga mode penumpukan tipikal semuanya hampir sama, yaitu −0,85 eV, sementara jarak lapisan seimbang dari ketiga mode semuanya sekitar 3,53 Å. Oleh karena itu, kami hanya fokus pada heterostruktur grafena-MoTe₂ HS-1 untuk pembahasan berikutnya dan menghilangkan "HS-1" untuk kesederhanaan dalam teks berikutnya. Struktur geometri yang dioptimalkan dari monolayer MoTe₂ dan heterostruktur grafena-MoTe₂ ditunjukkan dalam Gambar 2. Jelas, monolayer MoTe₂ mengadopsi jaringan heksagonal dan konstanta jaringan yang dioptimalkan adalah 3,52 Å, yang sesuai dengan hasil eksperimen [53, 54]. Terlihat jelas dari struktur banda monolayer MoTe₂, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3, bahwa monolayer MoTe₂ adalah semiikon dengan sempit banda 1,14 eV, yang juga sesuai dengan hasil eksperimen [22, 23]. Ketika grafena dan monolayer MoTe₂ ditumpuk secara vertikal sebagai heterostruktur, jarak lapisan seimbang adalah 3,53 Å, yang dapat dibandingkan dengan nilai heterostruktur Sb-MoTe₂ (sekitar 3,94 Å) [55]. Terlihat juga dari Gambar 2 bahwa struktur geometri lapisan MoTe₂ dan lapisan grafena dalam heterostruktur grafena-MoTe₂ hampir tetap sama dengan struktur asli monolayer MoTe₂ dan grafena, yang menunjukkan bahwa interaksi di antara kedua lapisan ini lemah. Energi ikatan struktur seimbang −0,85 eV lebih rendah dari heterostruktur Sb-MoTe₂ (sekitar −0,37 eV) [55], sehingga heterostruktur secara energi stabil. Kedua jarak seimbang antara dua lapisan dan energi ikatan dapat dibandingkan dengan heterostruktur berbasis grafena vdW tipikal, seperti grafena-karbida fosfor hidrogenasi [56], grafena-AsSb [29], grafena-SMoSe dan grafena-SeMoS [30], dan grafena-fosforen [57], yang menunjukkan bahwa interaksi antara MoTe₂ dan grafena adalah tipe vdW yang lemah.

Sebenarnya, redistribusi dan transfer muatan akan pasti terjadi ketika grafena dan monolayer MoTe₂ ditumpuk untuk membentuk heterostruktur. Perbedaan densitas muatan 3D dalam heterostruktur grafena-MoTe₂ yang didefinisikan sebagai Δρ = ρ_H − ρ_G − ρ_MT telah dihitung, di mana ρ_H, ρ_G, dan ρ_MT adalah densitas muatan heterostruktur, grafena terisolasi, dan monolayer MoTe₂, masing-masing. Hasilnya ditunjukkan dalam Gambar 4a, di mana daerah biru dan merah gelap mewakili akumulasi dan penyelisihan muatan, masing-masing. Jelas, daerah biru tepat di bawah lapisan MoTe₂, yang menunjukkan bahwa elektron menumpuk di sekitar lapisan MoTe₂; sedangkan lapisan grafena dikelilingi oleh daerah merah gelap, yang menunjukkan bahwa lobak menumpuk di sekitar lapisan grafena. Untuk melihat properti transfer muatan dengan lebih jelas, rata-rata datar 〈∆ρ〉, yang didefinisikan sebagai nilai rata-rata dari perbedaan densitas muatan 3D Δρ di bidang dengan z = konst. yang sejajar dengan lapisan grafena, ditunjukkan sebagai garis biru dalam Gambar 4a, di mana nilai negatif dan positif mewakili penyelisihan dan akumulasi elektron, masing-masing. Hasil memverifikasi bahwa beberapa elektron mentransfer dari lapisan grafena ke lapisan MoTe₂, dan ada osilasi dalam 〈∆ρ〉 di kedua lapisan grafena dan MoTe₂. Fungsi lokalisasi elektron (ELF) juga difplot dalam Gambar 4b, dari mana terlihat bahwa bentuk ELF di sekitar atom Te di dekat lapisan grafena jelas berbeda dengan atom Te di sisi lain, yang menunjukkan keberadaan interaksi vdW antar lapisan dalam heterostruktur.

Banyak properti fisik ditentukan oleh struktur banda dan densitas status (DOS), dan struktur banda serta DOS yang dihitung dari heterostruktur grafena-MoTe₂ ditunjukkan dalam Gambar 5, di mana level Fermi diatur ke nol. Konus Dirac dari lapisan grafena di sekitar level Fermi masih terpelihara dengan baik; namun, sempit banda sekitar 10,6 meV terbuka. Itu berarti, ada interaksi antar lapisan yang kecil namun terlihat dalam heterostruktur. Bandas yang disumbangkan oleh lapisan MoTe₂ menunjukkan bahwa karakteristik semiikon lapisan MoTe₂ dengan sempit banda langsung dipertahankan. Sempit banda lapisan MoTe₂ dalam heterostruktur adalah 0,85 eV, yang berubah dibandingkan dengan hasil 1,14 eV untuk monolayer MoTe₂ terisolasi. Fitur menarik dalam Gambar 5 adalah bahwa struktur banda dapat dianggap sebagai jumlah sederhana dari bandas lapisan terisolasi. Tidak mengherankan bahwa interaksi antara lapisan grafena dan lapisan MoTe₂ tidak cukup untuk memodifikasi karakteristik struktur banda dari setiap komponen dalam heterostruktur, sehingga efek interaksi antar lapisan pada struktur banda sangat lemah. Ini lebih lanjut menunjukkan bahwa interaksi vdW mendominasi antara lapisan MoTe₂ dan lapisan grafena dalam heterostruktur, dan dengan demikian mempertahankan properti kunci intrinsik.

Properti kontak heterostruktur sangat penting untuk aplikasi perangkat. Transistor berbasis heterojungsi grafena-MoTe₂ telah dirancang, dan diagram skematis ditunjukkan dalam Gambar 6a, di mana monolayer MoTe₂ digunakan sebagai bahan saluran dan grafena sebagai elektroda sumber atau sambung dan gerbang. Karena perbedaan fungsi kerja logam dan semiikon, ada lenturan banda di antarmuka, yang dapat diperkirakan oleh perbedaan level Fermi (ΔE_F), yang didefinisikan oleh ΔE_F = W_{G − MT} − W_MT, di mana W_{G − MT} dan W_MT adalah fungsi kerja heterostruktur dan monolayer MoTe₂ yang sesuai, masing-masing. Nilai yang dihitung W_{G − MT} dan W_MT adalah 4,36 eV dan 4,84 eV, masing-masing, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 6b. Hasilnya sesuai dengan nilai eksperimen [39]. Akibatnya, lenturan banda (ΔE_F) sekitar 0,48 eV dalam heterostruktur, yang dapat dibandingkan dengan hasil heterostruktur grafena-karbida fosfor hidrogenasi [56].

Salah satu properti kontak paling penting dari heterostruktur logam-semiikon adalah hambatan Schottky di antarmuka vertikal (antara lapisan grafena dan lapisan MoTe₂), yang menentukan aliran arus di seluruh antarmuka heterostruktur sehingga memainkan peran signifikan dalam kinerja perangkat yang sesuai. Umumnya, menurut jenis semiikon dalam heterostruktur, SBH dibagi menjadi tipe n dan tipe p, masing-masing. SBH tipe n (Φ_Bn) didefinisikan sebagai perbedaan energi antara minimum banda konduksi (CBM) dari semiikon (E_C) dan level Fermi dari logam (E_F), yaitu, Φ_Bn = E_C − E_F. SBH tipe p (Φ_Bp) didefinisikan sebagai perbedaan energi antara level Fermi dari logam dan maksimum bandas valensi (VBM) dari semiikon (E_V), yaitu, Φ_Bp = E_F − E_V. Hasil SBH heterostruktur grafena-MoTe₂ ditunjukkan dalam Gambar 6b. Karena transfer muatan, level Fermi bergerak dari sisi bandas valensi monolayer MoTe₂ ke sisi banda konduksi lapisan MoTe₂ dalam heterostruktur, yang menunjukkan bahwa SBH heterostruktur adalah tipe n dengan nilai sekitar 0,33 eV di antarmuka. Itu berarti, konduksi muatan heterostruktur akan terutama melalui elektron.

Untuk meningkatkan kinerja transistor berbasis heterostruktur, akan diinginkan untuk menyesuaikan SBH. Ditunjukkan bahwa SBH dapat diatur melalui penerapan listrik eksternal dan tegangan dalam bidang [29, 30, 58]. Serangkaian perhitungan untuk struktur banda heterostruktur di bawah berbagai listrik eksternal telah dilakukan, dan hasilnya ditunjukkan dalam Gambar 7, di mana arah listrik eksternal positif menunjuk dari lapisan MoTe₂ ke lapisan grafena, sementara nilai negatif berada di arah berlawanan. Dalam wilayah kontak Schottky, Φ_Bn menunjukkan hubungan linier naik yang mendekati dengan listrik, sementara Φ_Bp berperilaku sebaliknya. Hasil ini menunjukkan bahwa listrik eksternal positif dan negatif memungkinkan level Fermi untuk bergeser ke arah VBM dan CBM dari lapisan MoTe₂ dalam heterostruktur, masing-masing. Di bawah listrik eksternal negatif, Φ_Bn selalu lebih kecil dari Φ_Bp, yang menunjukkan bahwa hambatan Schottky adalah tipe n. Ketika listrik eksternal positif sedikit lebih besar dari nol, Φ_Bn mulai lebih besar dari Φ_Bp, yang berarti hambatan Schottky berubah dari tipe n menjadi tipe p di antarmuka grafena-MoTe₂. Jelas bahwa sempit banda (sekitar sama dengan jumlah dari Φ_Bn dan Φ_Bp) dari lapisan MoTe₂ hampir tetap konstan di bawah listrik eksternal, yang menunjukkan bahwa listrik eksternal memiliki efek kecil pada properti elektronik asli. Ini dapat dipahami sebagai berikut: meskipun listrik eksternal dapat mengubah nilai eigen energi elektron valensi seperti CBM dan VBM, nilai relatifnya tidak berubah, sehingga sempit banda tetap konstan. Dengan kata lain, listrik eksternal tidak dapat mengubah struktur banda kecuali lenturan banda. Terlihat juga jelas dari Gambar 7 bahwa SBH menjadi negatif ketika listrik eksternal positif lebih besar dari 1,0 V/nm, yang berarti bahwa elektron dari grafena akan disuntik ke dalam MoTe₂ tanpa hambatan apa pun, yang menunjukkan bahwa MoTe₂ memiliki konduktivitas logam, dan dengan demikian merealisasi transisi kontak Schottky-ke-Ohmik. Untuk listrik eksternal negatif ketika intensitasnya melebihi 1,0 V/nm, heterostruktur juga dapat diatur ke kontak Ohmik. Semua hasil ini menunjukkan bahwa penerapan listrik eksternal adalah strategi yang efektif untuk memodulasi SBH dan jenis kontak untuk heterostruktur grafena-MoTe₂.

SBH sebagai fungsi tegangan biaxial dalam bidang juga dihitung dan hasilnya ditampilkan dalam Gambar 8. Untuk menerapkan tegangan biaxial, koordinat z dari atom Te direlax sementara posisi atom lain tetap tetap setelah mengubah ukuran sel unit. Ditunjukkan bahwa tegangan juga dapat menyesuaikan SBH heterostruktur antara tipe n dan tipe p dan mendorong heterostruktur untuk mendekati kontak Ohmik. Perilaku ketergantungan tegangan pada SBH sangat berbeda dengan ketergantungan listrik. Situasi menjadi jauh lebih kompleks. Untuk rentang tegangan yang luas, Φ_Bn lebih kecil dari Φ_Bp, sementara hanya dalam rentang tegangan regangan sempit Φ_Bp tetap lebih kecil dari Φ_Bn. Itu berarti, rentang tegangan SBH tipe n (tegangan sekitar −10 ~ 4%) jauh lebih luas dari tipe p (sekitar 4 ~ 7%). Ketika tegangan regangan mencapai 7% dan tegangan kompresi mencapai 10%, kontak Ohmik untuk heterostruktur juga muncul. Perlu diperhatikan bahwa sempit banda lapisan MoTe₂ dalam heterostruktur akan berubah secara kuat dengan variasi tegangan di wilayah kontak Schottky, yang sangat berbeda dengan hasil kasus listrik. Ketika jaringan berada di bawah tegangan, mereka akan menyimpang dari keadaan seimbang, sehingga menyebabkan perubahan pada struktur banda. Faktanya, tidak hanya nilai sempit banda tetapi juga jenis sempit banda (langsung atau tidak langsung) akan berubah oleh tegangan. Untuk tegangan kecil, lapisan MoTe₂ tetap sempit banda langsung sementara berubah menjadi sempit banda tidak langsung untuk tegangan besar. Di sini, harus ditunjukkan bahwa untuk transistor nyata, kondisi aktual untuk merealisasi transisi kontak Schottky-ke-Ohmik mungkin sedikit berbeda dengan hasil perhitungan karena kondisi aktual.

Hasil di atas menunjukkan bahwa baik penerapan listrik eksternal maupun tegangan biaxial dalam bidang adalah metode yang efektif untuk mengontrol SBH dan jenis kontak heterostruktur grafena-MoTe₂, yang tidak dapat dipisahkan untuk merancang transistor efek medan berbasis heterostruktur vdW 2D. Selain itu, heterostruktur grafena-MoTe₂ dapat digunakan untuk dioda Schottky yang dapat diatur dalam perangkat nanoelektronik dan optoelektronik.

Kesimpulan

Secara ringkas, struktur banda heterostruktur grafena-MoTe₂ di bawah berbagai listrik dan tegangan biaxial telah diteliti secara sistematis berdasarkan kalkulasi first-principle. Struktur elektronik grafena dan MoTe₂ terpelihara dengan baik setelah ditumpuk bersama-sama di arah vertikal, yang menunjukkan bahwa interaksi antar lapisan heterostruktur termasuk tipe vdW. Namun, level Fermi bergerak ke arah CBM lapisan MoTe₂ setelah terbentuknya heterostruktur, yaitu, kontak Schottky adalah tipe n dengan SBH 0,33 eV. SBH dan jenis kontak di antarmuka heterostruktur dapat diatur secara efektif dengan menerapkan listrik eksternal atau tegangan. Ketika listrik diterapkan, di wilayah kontak Schottky, SBH tipe n menunjukkan hubungan linier naik yang mendekati dengan listrik, dan SBH tipe p berperilaku sebaliknya. Heterostruktur dapat diatur ke kontak Ohmik untuk listrik yang lebih besar dari 1,0 V/nm di kedua sisi positif dan negatif. Untuk kasus penerapan tegangan biaxial, situasi lebih kompleks dari kasus listrik. Rentang tegangan SBH tipe n jauh lebih luas dari tipe p. Ketika tegangan regangan mencapai 7% atau tegangan kompresi mencapai 10%, kontak Ohmik juga muncul. Semua hasil menunjukkan bahwa penerapan listrik atau tegangan adalah cara yang baik untuk mengontrol SBH serta jenis kontak heterostruktur, bahkan mendorong sistem ke kontak Ohmik. Fitur-fitur ini sangat signifikan untuk merancang perangkat nanoelektronik dan optoelektronik berkinerja tinggi.