通过氧功能化实现的单层 III 族单硫族化物：一类有前景的二维拓扑绝缘体
材料科学
2018-05-11 v1
摘要
单层 III 族单硫族化物（MX，M = Ga、In；X = S、Se、Te）是一类新兴的二维（2D）半导体，在电子学、光电子学和催化方面具有巨大潜力。通过第一性原理计算，我们表明单层 MX 的声子色散和拉曼光谱以及电子和拓扑性质可通过氧功能化进行调控。在 MX 薄片的一侧或两侧化学吸附氧原子会缩小甚至关闭带隙、增大功函数并显著降低载流子有效质量。更令人振奋的是，具有双侧氧功能化的 InS、InSe 和 InTe 单层是二维拓扑绝缘体，其体带隙可达 0.21 eV。它们费米能级附近的低能能带由原子的 px 和 py 轨道主导，从而可通过面内应变进行能带工程。我们的研究为实现单层 III 族单硫族化物在室温下的量子自旋霍尔效应以及将这些新颖二维材料用于高速和无耗散输运器件提供了可行策略。
引用
@article{arxiv.1805.03821,
title = {Monolayer group-III monochalcogenides by oxygen functionalization: a promising class of two-dimensional topological insulators},
author = {Si Zhou and Cheng-Cheng Liu and Jijun Zhao and Yugui Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.03821},
year = {2018}
}