平面应变对二维单层MoSi_(2)N_(4)能带结构和光电性质的影响

袁罡; 马新国; 贺华; 邓水全; 段汪洋; 程正旺; 邹维

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二维单层MoSi_(2)N_(4)具有优异的载流子输运能力与出色的化学稳定性,受到了广泛关注,但其光电性质与外加平面应变间的内在关系尚未展开深入探讨。本研究采用平面波超软赝势方法探索了平面应变对二维单层MoSi_(2)N_(4)能带结构和光电性质的影响,发现单层MoSi_(2)N_(4)为间接带隙半导体,其价带顶由Mo4d轨道和部分N2p轨道杂化而成,导带底则均由Mo4d轨道组成。在拉应变作用下,单层MoSi_(2)N_(4)的带隙逐渐变窄且光生载流子的有效质量不断减小;在压应变作用下,其带隙逐渐变宽,光生载流子的有效质量缓慢增大。值得注意的是,当压应变ε=-2.8%时,体系由间接带隙转变为直接带隙。单层MoSi_(2)N_(4)的光学吸收表现出明显的各向异性,且在平面应变作用下光吸收带边发生了不同程度的移动,有效地拓展了体系的光谱响应范围,有利于提升光电特性。这可为进一步研究二维单层MoSi_(2)N_(4)在新型可调谐纳米光电器件领域的应用提供理论指导。

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来源
《无机材料学报》 |2022年第5期|527-533|共7页
作者
袁罡; 马新国; 贺华; 邓水全; 段汪洋; 程正旺; 邹维;
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作者单位

湖北工业大学理学院;

湖北省能源光电器件与系统工程技术研究中心;

中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室;

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正文语种 chi
中图分类半导体理论;
关键词
二维材料; 平面应变; 光电性质; 第一性原理; 能带结构;

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