少层磷烯的层依赖能带排列与功函数
材料科学
2014-10-13 v1
摘要
利用第一性原理计算，我们研究了少层磷烯的电子性质，重点关注带隙、功函数、能带排列和载流子有效质量的层依赖行为。研究发现，少层磷烯表现出稳健的直接带隙特性，其带隙随层数增加按幂律减小。功函数从单层 (5.16 eV) 到三层 (4.56 eV) 迅速下降，随后随层数进一步增加而缓慢下降。与单层磷烯相比，双层磷烯沿脊线（锯齿形）方向的空穴有效质量急剧减小，表明存在强烈的层间耦合和屏蔽效应。我们的研究表明：1) 具有层依赖带隙和稳健直接带隙特性的少层磷烯有望用于高效的太阳能收集。2) 就更轻的载流子有效质量、更高的载流子密度和因增强屏蔽而导致的更弱散射而言，少层磷烯优于单层对应物。3) 少层磷烯的层依赖能带边和功函数允许修饰肖特基势垒以提高载流子注入效率。预计少层磷烯将为众多新的电子应用提供丰富的机会。
引用
@article{arxiv.1409.8418,
title = {Layer-dependent Band Alignment and Work Function of Few-Layer Phosphorene},
author = {Yongqing Cai and Gang Zhang and Yong-Wei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.8418},
year = {2014}
}