掺杂单层MoS$_2$中的准粒子带隙重整化
介观与纳米尺度物理
2021-09-01 v1
摘要
由掺杂载流子引起的准粒子带隙重整化是二维半导体（包括过渡金属二硫化物（TMDs））中一个重要且众所周知的特征，具有理论和实际意义。为了定量理解这一效应，我们在此计算了电子掺杂的单层MoS（TMDs的一个典型成员）的准粒子带隙重整化。我们在随机相位近似下考虑了多体电子-电子相互作用引起的自能重整化，并为了考虑该系统中库仑相互作用的准二维特性，使用了具有非局域介电常数的Keldysh型相互作用。考虑到价带和导带的重整化，我们的计算揭示了在向导带添加自由载流子时，带隙会发生显著且非线性的重整化。我们发现，在自由载流子密度为时，SiO衬底上的单层MoS的带隙减小了410 meV，这与现有的实验结果非常吻合。我们还讨论了自能的交换和相关部分对整个系统带隙重整化的作用。这项工作也证明了带隙重整化对周围介电环境的强烈依赖性，并预测了对于自支撑单层MoS，带隙的收缩会更大。
引用
@article{arxiv.2108.10599,
title = {Quasiparticle band-gap renormalization in doped monolayer MoS$_2$},
author = {Azadeh Faridi and Dimitrie Culcer and Reza Asgari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.10599},
year = {2021}
}
备注
7 pages, 3 figures. To appear in PRB