锗烯与二维 III 族磷化物异质双层的可调电子性质
系统与控制
2022-01-11 v1 系统与控制
应用物理
原子物理
化学物理
量子物理
摘要
本研究中,将锗烯层的二维结构与二维 III 族磷化物 AlP 和 GaP 复合。取 AlP 的平面结构与低翘曲 GaP 形成双层构型。每种情况考虑三种堆叠模式,并给出弛豫层间距与结合能。结合能在约 150 至 210 meV 之间,表明层间存在弱范德华相互作用。含锗烯与此两种磷化物的异质结构展现出约 200 meV 至 600 meV 的大间接带隙 opening,可通过改变层间距及引入双轴压缩与拉伸应变调控。尽管其常规带隙(随 SOC 显著变化)为间接带隙,而在调控层间距时带隙从不对称点跃至对称狄拉克锥并在 K 点变为直接带隙。电荷载流子主要集中于导带区锗烯的 p 轨道,故锗烯的电学性质得以保留,且载流子将提供更快的器件响应特性。磷化物影响的缺失使其成为上方生长锗烯层的理想衬底。再者,因狄拉克锥处带隙 opening 且狄拉克锥间带隙随 SOC 变化而跃变,可形成拓扑绝缘体,并可能存在量子自旋霍尔效应。
引用
@article{arxiv.2201.02676,
title = {Tunable electronic properties of germanene and two-dimensional group-III phosphides heterobilayers},
author = {Md. Rayid Hasan Mojumder},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.02676},
year = {2022}
}