IV-V 族六方二元单层的预测
材料科学
2020-11-24 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
IV 族和 V 族单层因其高载流子迁移率、可调带隙和光学线二色性而成为非常关键的二维材料。最近，一种新型 IV-V 族二元化合物 Sn2Bi 已在硅衬底上合成，并展现出非常有趣的电子性质。进一步研究表明，该单层在氢化后以自支撑形式稳定。受此启发，我们利用第一性原理计算系统预测并研究了 Sn2Bi 的八种对应物，即 Si2P、Si2As、Si2Sb、Si2Bi、Ge2P、Ge2As、Ge2Sb 和 Ge2Bi。内聚能、声子色散和 AIMD 计算表明，与 Sn2Bi 类似，所有这些自支撑单层在氢化形式下均稳定。这些氢化单层是具有宽带隙的半导体，有利于光电子应用。Si2YH2 和 Ge2YH2 结构分别具有间接和直接带隙。它们表现出非常有趣的光学特性，例如在可见光区的良好吸收以及线二色性，分别对于太阳能电池和分束器件至关重要。最后，Si2SbH2 和 Si2BiH2 单层具有适于光催化水分解的合适带隙与带边位置。总之，我们的研究为这一二元化合物家族提供了非常有趣且有前景的性质。我们希望我们的预测为新一代光电子与光催化器件的新型实验研究与合适二维材料的制备开辟途径。
引用
@article{arxiv.2003.09674,
title = {Prediction of group IV-V hexagonal binary monolayers},
author = {Mohammad Ali Mohebpour and Shobair Mohammadi Mozvashi and Sahar Izadi Vishkayi and Meysam Bagheri Tagani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.09674},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 14 Figs