非中心对称少层及块体 $\gamma$-GeSe 的准粒子能带结构、自发极化和自旋分裂

IV 族单硫族化合物因其铁电和多铁特性潜力而备受关注。近来，双层蜂窝晶格中的中心对称 γ 相 GeSe 已在理论上被预测，但合成出的 γ 相 GeSe 呈现出非中心对称原子结构，从而带来了铁电性与自旋分裂的可能性。在此，我们利用密度泛函理论和 GW 计算研究了非中心对称 γ-GeSe 中的准粒子能带结构、自发极化和自旋分裂。我们的结果表明，非中心对称少层及块体 γ-GeSe 具有间接带隙的半导体能带结构，其带隙大小几乎随层数倒数的增加而线性变化。自发极化由层间微小电荷转移引起，并随压缩应变而增强，且可通过具有较小能垒的层间平移实现铁电翻转。研究发现自旋分裂在最高价带处比最低导带处更为显著。我们的结果为层状铁电半导体在铁电/非铁电结器件中的基本电子特性提供了见解。