MSi2Z4 单层的电子与激子性质
材料科学
2022-10-20 v1
摘要
MA2Z4 单层构成一类新的六方非中心对称材料，具有非凡的自旋-谷物理。尽管近期仅合成了两种化合物（MoSi2N4 与 WSi2N4），理论预测了此类二维材料整个新家族有趣的光电电子性质。本文从第一性原理研究了所选 MSi2Z4（M = Mo, W；Z = N, P, As, Sb）化合物的带隙与能带自旋轨道分裂的化学趋势。基于有效的 Bethe-Salpeter 方程计算揭示了高激子束缚能。通过给出其有效 g 因子与抗磁系数，预测了外磁场下激子能量的演化，可直接与实验值比较。特别地，对于涉及较高导带的激子，预测到较大的正 g 因子。鉴于这些预测，MSi2Z4 单层提供了研究激子的新平台，并对光电子器件（也包括异质结构形式）具有吸引力。此外，在最重的所研究化合物 WSi2Sb4 中观察到自旋轨道诱导的能带反转，这是其拓扑性质的标志。
引用
@article{arxiv.2210.10679,
title = {Electronic and Excitonic Properties of MSi2Z4 Monolayers},
author = {Tomasz Woźniak and Umm-e-hani Asghar and Paulo E. Faria Junior and Muhammad S. Ramzan and Agnieszka B. Kuc},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.10679},
year = {2022}
}