基于密度泛函计算的由多价性驱动的Te基单层材料形成及其优越电子与光学性质
介观与纳米尺度物理
2017-09-13 v1
摘要
当代科学正见证二维（2D）材料家族的快速扩展，其每个成员都拥有具有基础和实用重要性的引人瞩目的涌现性质。利用粒子群优化方法并结合第一性原理密度泛函理论计算，我们在此预测了一类被称为 tellurene（碲烯）的新型 2D 单层，其由类金属元素 Te 组成，具有稳定的类 1T-MoS2（{\alpha}-Te）、亚稳的四方（\b{eta}-Te）以及类 2H-MoS2（{\gamma}-Te）结构。此类三层排列的潜在形成机制独特地根植于 Te 的多价本性，其中中心层 Te 的行为更像金属（例如 Mo），而两层外层更像半导体（例如 S）。特别地，α-Te 相可由沿块体 Te 三角结构 [001] 方向截断的魔法厚度自发获得。此外，α- 与 β-Te 相均拥有远高于 MoS2 的电子与空穴迁移率，以及显著的光吸收性质。这些发现有效地将 2D 材料的领域扩展至 VI 族单层，并为设计 2D 材料提供了一种新颖且通用的形成机制。
引用
@article{arxiv.1701.08875,
title = {Density-functional calculations of multivalency-driven formation of Te-based monolayer materials with superior electronic and optical properties},
author = {Zhili Zhu and Xiaolin Cai and Chunyao Niu and Seho Yi and Zhengxiao Guo and Feng Liu and Jun-Hyung Cho and Yu Jia and Zhenyu Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.08875},
year = {2017}
}