【摘 要】
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近年来,二维铁电异质结在高密度存储及光电器件等领域展现了应用潜能,开发新颖二维铁电异质结是当前的一个重要研究方向.本论文采用第一性原理计算研究二维铁电材料α-In2Se3与二维单层InSe组成的In2Se3/InSe垂直异质结的能带结构及应力调控.计算表明,In2Se3/InSe异质结为间接带隙半导体,具有II型能带匹配.当In2Se3的极化方向垂直表面朝外时,带隙大小为0.50 eV,价带顶和导带底分别来自于InSe和In2Se3;当In2Se3的极化方向指向面内时,带隙降低0.04 eV,价带顶和导带
【机 构】
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上海大学物理系, 上海 200444;上海师范大学物理系, 上海 200030
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近年来,二维铁电异质结在高密度存储及光电器件等领域展现了应用潜能,开发新颖二维铁电异质结是当前的一个重要研究方向.本论文采用第一性原理计算研究二维铁电材料α-In2Se3与二维单层InSe组成的In2Se3/InSe垂直异质结的能带结构及应力调控.计算表明,In2Se3/InSe异质结为间接带隙半导体,具有II型能带匹配.当In2Se3的极化方向垂直表面朝外时,带隙大小为0.50 eV,价带顶和导带底分别来自于InSe和In2Se3;当In2Se3的极化方向指向面内时,带隙降低0.04 eV,价带顶和导带底的来源互换.在面内拉伸下,拉伸度越大,带隙越小.当极化方向指向面外(内)时,在双轴拉伸应变达到6％(8％)及以上时会使异质结由半导体转变为导体;在双轴压缩应变为–6％(–8％)下还可使异质结由间接带隙变为直接带隙;对于单轴拉伸及压缩,定性结果与双轴应变一致.本论文的研究结果表明改变极化方向和施加应力是调控二维In2Se3/InSe铁电异质结的有效方式,可为设计相关铁电器件提供理论参考.
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