使用SternheimerGW方法的单层MoS2的GW能带结构及介电环境效应
材料科学
2021-03-10 v2
摘要
过渡金属硫族化物(TMDs)单层在未来纳米电子与光电子器件中极具前景。实现高器件性能的一个关键特征是使用合适的支撑衬底,其可影响这些二维(2D)材料的电子与光学性质。在此,我们使用SternheimerGW方法进行多体GW计算,以研究受有效介电屏蔽模型作用的单层MoS2的准粒子能带结构,该模型旨在近似描述实际器件应用中的衬底极化。我们表明,在此模型内,介电屏蔽对准粒子带隙有可观影响;例如,对于对应于SiO2的模型屏蔽,MoS2的带隙重整化高达250 meV。在G0W0近似内,我们还发现引入有效屏蔽导致了直接带隙,这与未屏蔽单层形成对比。我们还发现介电屏蔽使载流子有效质量增强多达27%(空穴),移动了等离激元卫星峰,并重新分布了准粒子权重。我们的结果凸显了介电环境在基于2D TMD的器件设计中的重要性。
引用
@article{arxiv.2008.03980,
title = {GW band structure of monolayer MoS2 using the SternheimerGW method and effect of dielectric environment},
author = {Nourdine Zibouche and Martin Schlipf and Feliciano Giustino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.03980},
year = {2021}
}