應變和電場對Ga_(2)SeTe/In_(2)Se_(3)異質結電子結構和光學性質的影響
【摘要】:異質結構的構筑與堆垛是新型二維材料物性調控及應用的有效策略. 基于密度泛函理論的第一性原理計算,本文研究了四種不同堆疊構型的新型二維Janus Ga_(2)SeTe/In_(2)Se_(3)范德華異質結的電子結構和光學性質. 四種異質結構型均為II型能帶結構的間接帶隙半導體,光致電子的供體和受體材料由二維In_(2)Se_(3)的極化方向決定.光吸收度在可見光區域高達25%,有利于太陽可見光的有效利用.雙軸應變可誘導直接-間接帶隙轉變,外加電場能有效調控異質結構帶隙,使AA2疊加構型的帶隙從0.195 eV單調增大到0.714 eV,AB2疊加構型的帶隙從0.859 eV單調減小到0.058 eV,兩種調控作用下異質結的能帶始終保持II型結構.壓縮應變作用下的異質結在波長較短的可見光區域表現出更優異的光吸收能力.這些研究結果揭示了Janus Ga_(2)SeTe/In_(2)Se_(3)范德華異質結電子結構的調控機理,為新型光電器件的設計提供理論指導.
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