具有增强可见光区光电性能的二维 InSe/WS$_2$ 异质结构
材料科学
2020-01-08 v1
摘要
二维 (2D) InSe 和 WS 在光电和光电化学应用（例如光探测和光催化分解水）方面表现出有前景的特性。然而，由于带隙较宽，二者对可见光的吸收均较差。二维 InSe 具有高电子迁移率但低空穴迁移率，而二维 WS 则相反。在此，我们设计了一种由它们单层组成的二维异质结构，并通过第一性原理计算研究其光电性质。我们的结果表明，该异质结构具有 2.19 eV 的直接带隙，远小于单层材料，这主要归因于 II 型能带排列：单层 InSe 的价带顶和导带底分别低于单层 WS。可见光吸收显著增强，例如在 490 nm 波长处相较于单层 InSe (WS) 约增加五倍（三倍）。II 型能带排列也促进了光生电子-空穴对的空间分离，即电子（空穴）优先位于 InSe (WS) 层。两层在异质结构的载流子迁移率上互补：光生电子和空穴分别继承了 InSe 和 WS 单层的较大迁移率。
引用
@article{arxiv.1808.01610,
title = {Two-dimensional InSe/WS$_2$ heterostructure with enhanced optoelectronic performance in the visible region},
author = {Lu-Lu Yang and Jun-jie Shi and Min Zhang and Zhongming Wei and Yi-min Ding and Meng Wu and Yong He and Yu-lang Cen and Wen-hui Guo and Shu-hang Pan and Xing-Lai Che and Xiong Li and Yao-Hui Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.01610},
year = {2020}
}