Ge/Si核壳纳米晶中量子限域与应变效应在I型到II型转变中的相互作用
材料科学
2022-06-23 v1
摘要
在密度泛函理论框架下，研究了直径范围1.8至4.0 nm的氢化球形Si/Ge和Ge/Si核壳纳米晶的电子性质。详细考察了量子限域和应变对近带边态局域化以及Si与Ge区域之间带偏移性质的影响。一方面，我们证明Si(核)/Ge(壳)纳米晶始终呈现II型带偏移排列，其HOMO主要局域在Ge壳区域，LUMO主要局域在Si核区域。另一方面，我们的结果表明，在小尺寸（直径小于3 nm）Ge(核)/Si(壳)纳米晶中无法观察到II型偏移。在这些体系中，量子限域和应变驱使近带边态主要局域在Ge原子上，从而诱导出I型排列。而在较大的Ge(核)/Si(壳)纳米晶中，可通过调节核与壳的厚度来构建II型偏移。文中详细讨论了有利于Ge(核)/Si(壳)纳米晶从I型向II型排列转变的条件。
引用
@article{arxiv.2206.11058,
title = {Interplay of quantum confinement and strain effects in type I to type II transition in Ge/Si core-shell nanocrystals},
author = {Ivan Marri and Stefano Ossicini and Michele Amato and Simone Grillo and Olivia Pulci},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.11058},
year = {2022}
}
备注
12 pages, 7 figures