Tính chất điện tử và quang học của đơn lớp AlTe

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Huỳnh Ngọc Toàn, Nguyễn Quang Cường, Dụng Văn Lữ

Từ khóa:

Đơn lớp AlTe
lý thuyết phiếm hàm mật độ
tính chất điện tử
tính chất quang học

Tóm tắt

Trong bài báo này, nhóm tác giả tiến hành khảo sát các tính chất điện tử và quang học của đơn lớp monochalcogenide nhóm III AlTe bằng cách sử dụng nguyên lý đầu (ab-initio) của lý thuyết phiếm hàm mật độ. Dựa trên việc phân tích phổ phonon, đơn lớp AlTe được khẳng định là có cấu trúc bền vững. Kết quả tính toán cho thấy, đơn lớp AlTe ở trạng thái cân bằng là bán dẫn có vùng cấm xiên với độ rộng vùng cấm là 1,91 eV. Hằng số điện môi tĩnh e1(0) của đơn lớp AlTe là 3,104, lớn hơn so với một số vật liệu có cấu trúc tương tự. Đơn lớp AlTe có khả năng hấp thụ mạnh ánh sáng trong miền tử ngoại gần và có cường độ hấp thụ cực đại là 78,76´104 cm–1 tương ứng năng lượng ánh sáng tới là 5,67 eV. Các kết quả tìm được không chỉ làm sáng tỏ thêm về các tính chất vật lí của đơn lớp AlTe mà còn mở ra triển vọng ứng dụng của nó trong các thiết bị quang - điện tử.

Tài liệu tham khảo

    [1] Novoselov KS, Geim AK, Morozov SV, Jiang D, Zhang Y, Dubonos SV, et al, "Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films", Science. 2004; 306(5696), 666-9.
    [2] Randviir EP, Brownson DAC, Banks CE. "A decade of graphene research: production, applications and outlook". Materials Today. 2014; 17(9), 426-32.
    [3] Shaikh GA, Raval D, Babariya B, Gupta SK, Gajjar PN. "An ab-initio study of blue phosphorene monolayer: Electronic, vibrational and optical properties". Materials Today: Proceedings. 2020.
    [4] Chhowalla M, Shin HS, Eda G, Li L-J, Loh KP, Zhang H. "The chemistry of two-dimensional layered transition metal dichalcogenide nanosheets". Nature Chemistry. 2013; 5(4), 263-75.
    [5] Coleman JN, Lotya M, O’Neill A, Bergin SD, King PJ, Khan U, et al. "Two-Dimensional Nanosheets Produced by Liquid Exfoliation of Layered Materials". Science. 2011; 331(6017), 568.
    [6] Demirci S, Avazlı N, Durgun E, Cahangirov S. "Structural and electronic properties of monolayer group III monochalcogenides". Physical Review B. 2017; 95(11), 115409.
    [7] Ma Z, Wang B, Ou L, Zhang Y, Zhang X, Zhou Z. "Structure and properties of phosphorene-like IV-VI 2D materials". Nanotechnology. 2016; 27(41), 415203.
    [8] Lin J-H, Zhang H, Cheng X-L, Miyamoto Y. "Single-layer group IV-V and group V-IV-III-VI semiconductors: Structural stability, electronic structures, optical properties, and photocatalysis". Physical Review B. 2017; 96(3), 035438.
    [9] Carvalho A, Wang M, Zhu X, Rodin AS, Su H, Castro Neto AH. "Phosphorene: from theory to applications". Nature Reviews Materials. 2016; 1(11), 16061.
    [10] Wang H, Zhang C, Chan W, Tiwari S, Rana F. "Ultrafast response of monolayer molybdenum disulfide photodetectors". Nature Communications. 2015; 6(1), 8831.
    [11] Das S, Demarteau M, Roelofs A. "Ambipolar Phosphorene Field Effect Transistor". ACS Nano. 2014;8(11):11730-8.
    [12] Podzorov V, Gershenson ME, Kloc C, Zeis R, Bucher E. "High-mobility field-effect transistors based on transition metal dichalcogenides". Applied Physics Letters. 2004; 84(17), 3301-3.
    [13] Cui Y, Peng L, Sun L, Qian Q, Huang Y. "Two-dimensional few-layer group-III metal monochalcogenides as effective photocatalysts for overall water splitting in the visible range". Journal of Materials Chemistry A. 2018; 6(45), 22768-77.
    [14] Hu P, Wang L, Yoon M, Zhang J, Feng W, Wang X, et al. "Highly Responsive Ultrathin GaS Nanosheet Photodetectors on Rigid and Flexible Substrates". Nano Letters. 2013; 13(4), 1649-54.
    [15] Hu P, Wen Z, Wang L, Tan P, Xiao K. "Synthesis of Few-Layer GaSe Nanosheets for High Performance Photodetectors". ACS Nano. 2012; 6(7), 5988-94.
    [16] Acharya S, Dutta M, Sarkar S, Basak D, Chakraborty S, Pradhan N. "Synthesis of Micrometer Length Indium Sulfide Nanosheets and Study of Their Dopant Induced Photoresponse Properties". Chemistry of Materials. 2012; 24(10), 1779-85.
    [17] Feng W, Zhou X, Tian WQ, Zheng W, Hu P. "Performance improvement of multilayer InSe transistors with optimized metal contacts". Physical Chemistry Chemical Physics. 2015; 17(5), 3653-8.
    [18] Giannozzi P, Baroni S, Bonini N, Calandra M, Car R, Cavazzoni C, et al. "QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials". Journal of Physics: Condensed Matter. 2009; 21(39), 395502.
    [19] Perdew JP, Burke K, Ernzerhof M. "Generalized Gradient Approximation Made Simple". Physical Review Letters. 1996; 77(18), 3865-8.
    [20] Grimme S. "Semiempirical GGA-type density functional constructed with a long-range dispersion correction". Journal of Computational Chemistry. 2006; 27(15), 1787-99.
    [21] Lei S, Ge L, Liu Z, Najmaei S, Shi G, You G, et al. "Synthesis and Photoresponse of Large GaSe Atomic Layers". Nano Letters. 2013; 13(6), 2777-81.
    [22] Chen X, Huang Y, Liu J, Yuan H, Chen H. "Thermoelectric Performance of Two-Dimensional AlX (X = S, Se, Te): A First-Principles-Based Transport Study". ACS Omega. 2019; 4(18), 17773-81.
    [23] Karazhanov SZ, Ravindran P, Kjekshus A, Fjellvåg H, Svensson BG. "Electronic structure and optical properties of ZnX (X = O, S, Se, Te): A density functional study". Physical Review B. 2007; 75(15), 155104.
    [24] Delin A, Ravindran P, Eriksson O, Wills JM. "Full-potential optical calculations of lead chalcogenides". International Journal of Quantum Chemistry. 1998;69(3):349-58.
    [25] Penn DR. "Wave-Number-Dependent Dielectric Function of Semiconductors". Physical Review. 1962;128(5):2093-7.
    [26] Jappor HR, Habeeb MA. "Optical properties of two-dimensional GaS and GaSe monolayers". Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 2018; 101, 251-5.
    [27] Ravindran P, Delin A, Johansson B, Eriksson O, Wills JM. "Electronic structure, chemical bonding, and optical properties of ferroelectric and antiferroelectric NaNO2". Physical Review B. 1999; 59(3), 1776-85.
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Sep 30, 2021
Download
PDF
Cách trích dẫn
Huỳnh Ngọc Toàn, Nguyễn Quang Cường, Dụng Văn Lữ. “Tính chất điện tử Và Quang học của đơn lớp AlTe”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 19, số p.h 9, Tháng Chín 2021, tr 73-76, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7588.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##