Ảnh hưởng của biến dạng và điện trường ngoài lên tính chất điện tử của đơn lớp HfSiSP2
Tóm tắt: 81
| 
PDF: 42 
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
Từ khóa:
Vật liệu hai chiều
tính chất điện tử
lí thuyết phiếm hàm mật độ
mô phỏng động lực học phân tử
bán dẫn có vùng cấm xiên
Tóm tắt
Trong bài báo này, các đặc tính cấu trúc, điện tử và truyền dẫn của đơn lớp hai chiều HfSiSP2 được khảo sát bằng lí thuyết phiếm hàm mật độ (DFT). Phân tích phổ phonon và mô phỏng động lực phân tử ab-initio cho thấy, đơn lớp HfSiSP2 có cấu trúc bền vững về mặt động học và có độ ổn định nhiệt tốt. Kết quả tính toán chỉ ra đơn lớp HfSiSP2 ở trạng thái cơ bản là một bán dẫn có vùng cấm xiên với độ rộng vùng cấm là 0,63 eV. Bên cạnh đó, ảnh hưởng của biến dạng cơ học và điện trường ngoài đến tính chất điện tử của HfSiSP2 là đáng kể. Biến dạng đã làm thay đổi một cách đáng kể độ rộng vùng cấm của HfSiSP2. Ngoài ra, các đặc trưng truyền dẫn của HfSiSP2 cũng đã được tính toán trong bài báo này. Kết quả cho thấy HfSiSP2 có tiềm năng ứng dụng cho thiết bị linh kiện điện tử.
Tài liệu tham khảo
-
[1] R. Bhimanapati, et al., “Recent advances in two-dimensional materials beyond graphene”, ACS Nano, vol. 9, no. 2, pp.11509-11539, 2015. https://doi.org/10.1021/acsnano.5b05556.
[2] Dragoman, A. Dinescu, and D. Dragoman, “2D materials nanoelectronics: new concepts, fabrication, characterization from microwaves up to optical spectrum”, Physica status solidi (a), vol. 216, no. 8, p. 1800724, 2019. https://doi.org/10.1002/pssa.201800724.
[3] Liu, H. Wang, J. Sun, R. Sun, Z. F. Wang, and J. Yang, “Penta-Pt2N4: an ideal two-dimensional material for nanoelectronics”, Nanoscale, vol. 10, no. 34, pp. 16169-16177, 2018. https://doi.org/10.1039/C8NR05561K.
[4] Tan, X. Jiang, C. Wang, B. Yao, and H. Zhang, “2D material optoelectronics for information functional device applications: status and challenges”, Advanced Science, vol. 7, no. 11, p. 2000058, 2020. https://doi.org/10.1002/advs.202000058.
[5] Zhao, et al., “Advances in two-dimensional materials for optoelectronics applications”, Crystals, vol. 12, no. 8, p. 1087, 2022. https://doi.org/10.3390/cryst12081087.
[6] R. Fan, R. Wang, H. Zhang, and W. Wu, “Emerging beyond-graphene elemental 2D materials for energy and catalysis applications”, Chemical Society Reviews, vol. 50, no. 19, pp. 10983-11031, 2021. https://doi.org/10.1039/C9CS00821G.
[7] Zhu, L. Peng, Z. Fang, C. Yan, X. Zhang, and G. Yu, “Structural engineering of 2D nanomaterials for energy storage and catalysis”, Advanced materials, vol. 30, no. 15, p. 1706347, 2018. https://doi.org/10.1002/adma.201706347.
[8] Tyagi, et al., “Recent advances in two-dimensional-material-based sensing technology toward health and environmental monitoring applications”, Nanoscale, vol. 12, no. 6, pp. 3535-3559, 2020. https://doi.org/10.1039/C9NR10178K.
[9] Cui, L. Peng, L. Sun, Q. Qian, and Y. Huang, “Two-dimensional few-layer group-III metal monochalcogenides as effective photocatalysts for overall water splitting in the visible range”, Journal of Materials Chemistry A, vol. 6, no. 45, pp. 22768-77, 2018. https://doi.org/10.1039/C8TA08103D.
[10] Barreteau, B. Michon, C. Besnard, and E. Giannini, “High-pressure melt growth and transport properties of SiP, SiAs, GeP, and GeAs 2D layered semiconductors”, Journal of Crystal Growth, vol. 443, pp. 75-80, 2016. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2016.03.019.
[11] T. Hiep, N. P. Q. Anh, H. V. Phuc, N. Q. Cuong, N. N. Hieu, and V. T. T. Vi, “Two-dimensional Janus MGeSiP4 (M = Ti, Zr, and Hf) with an indirect band gap and high carrier mobilities: first-principles calculations”, Phys. Chem. Chem. Phys., vol. 25, p. 8779, 2023. https://doi.org/10.1039/D3CP00188A.
[12] Gao, X. He, W. Li, Y. He, and K. Xiong, “First principles prediction of two-dimensional Janus STiXY2 (X = Si, Ge; Y = N, P, As) materials”, Dalton Trans., vol. 52, pp. 8322-8331, 2023. https://doi.org/10.1039/D3DT00813D.
[13] Gao, Y. He, and K. Xiong Gao, “Strain and electric field induced electronic property modifications in two-dimensional Janus SZrAZ2 (A = Si, Ge; Z = P, As) monolayers”, Dalton Transactions, vol. 52, no. 43, pp. 15918-15927, 2023. https://doi.org/10.1039/D3DT02904B.
[14] Kresse and J. Furthmüller, “Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set”, Physical review B, vol. 54, no. 16, pp. 11169–11186, 1996. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.11169.
[15] Kresse and J. Furthmüller, “Efficiency of ab-initio total energy calculations for metals and semiconductors using a plane-wave basis set”, Computational materials science, vol. 6, no. 1, pp. 15-50, 1996. https://doi.org/10.1016/0927-0256(96)00008-0.
[16] P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, “Generalized gradient approximation made simple”, Physical review letters, vol. 77, no. 18, pp. 3865, 1996. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865.
[17] Heyd and G. E. Scuseria, “Efficient hybrid density functional calculations in solids: Assessment of the Heyd–Scuseria–Ernzerhof screened Coulomb hybrid functional”, J. Chem. Phys., vol. 121, no. 3, pp. 1187–1192, 2004. https://doi.org/10.1063/1.1760074.
[18] Grimme, “Semiempirical GGA‐type density functional constructed with a long‐range dispersion correction”, J Comput Chem., vol. 27, no. 15, pp. 1787-99, 2006. https://doi.org/10.1002/jcc.20495.
[19] Togo, L. Chaput, and I. Tanaka, “Distributions of phonon lifetimes in Brillouin zones”, Physical review B, vol. 91, no. 9, pp. 094306, 2015. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.094306.
[20] Bengtsson, “Dipole correction for surface supercell calculations”, Phys. Rev. B., vol. 59, no. 19, p. 12301, 1999. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.59.12301.
[21] Bardeen and W. Shockley, “Deformation potentials and mobilities in non-polar crystals”, Phys. Rev., vol. 80, no. 1, p. 72 1950. https://doi.org/10.1103/PhysRev.80.72.
[22] T. Hiep, et al., “Structural, electronic, and transport properties of Janus XMoSiP2 (X = S, Se, Te) monolayers: a first-principles study”, J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 56, no. 38, p. 385306, 2023. https://doi.org/10.1088/1361-6463/acd707.
[23] T. Hung, A. R. T. Nugraha, and R. Saito, “Two-dimensional MoS2 electromechanical actuators”, J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 51, no. 7, p. 075306, 2018. https://doi.org/10.1088/1361-6463/aaa68f.
[24] F. Fu, J. Sun, Q. Luo, X. Li, W. Hu, and J. Yang, “Intrinsic electric fields in two-dimensional materials boost the solar-to-hydrogen efficiency for photocatalytic water splitting”, Nano letters, vol. 18, no. 10, pp. 6312-6317, 2018. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b02561.
[25] Ke, et al., “Tuning the electronic, optical, and magnetic properties of monolayer GaSe with a vertical electric field”, Physical Review Applied, vol. 9, no. 4, p. 044029, 2018. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.9.044029.
[26] Ke, et al., “Modification of the electronic and spintronic properties of monolayer GaGeTe with a vertical electric field”, Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 52, no. 11, p. 115101, 2019. https://doi.org/10.1088/1361-6463/aafaa9.
[27] Vicario, B. Monoszlai, and C. P. Hauri, “GV/m single-cycle terahertz fields from a laser-driven large-size partitioned organic crystal”, Phys. review letters, vol. 112, no. 21, p. 213901, 2014. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.213901.
[28] W. Wan, S. Zhao, Y. Ge, and Y. Liu, “Phonon and electron transport in Janus monolayers based on InSe”, J. of Physics: Condensed Matter, vol. 31, no. 43, p. 435501, 2019. https://doi.org/10.1088/1361-648X/ab2e7d.
Xem thêm
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Jul 31, 2024
Download
Cách trích dẫn
Nguyễn Quang Cường, Nguyễn Ngọc Hiếu, Dụng Văn Lữ, Lê Thị Phương Thảo, và Võ Thị Tuyết Vi. “Ảnh hưởng của biến dạng Và điện trường ngoài Lên tính chất điện tử của đơn lớp HfSiSP2”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 22, số p.h 7, Tháng Bảy 2024, tr 60-64, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/9193.
