二维Nb2SiTe4基化合物稳定性、电子结构和光学性质的第一性原理研究

摘要：

基于第一性原理计算,确定了3种稳定未被报道的Nb2SiTe4基化合物(A2BX4:Nb2SiSe4,Nb2SnTe4和Ta2GeTe4),研究了其电子结构,光学性质以及应力工程对其电子结构的调控.计算结果表明上述3种化合物具有类似Nb2SiTe4的窄带隙值、强的光吸收性能以及显著的光学各向异性,可用于光电器件之中.其晶格常数范围为6.04? ≤a≤6.81?,7.74? ≤b≤8.15?.Ta2GeTe4的晶格参数与Nb2SiTe4几乎相同,带隙值减小了0.15 eV,可应用于远红外光探测.应力工程表明外加双轴拉伸应力可减小A2BX4体系带隙值.外加双轴压缩应力时,A2BX4体系价带顶轨道可出现反转(Nb2SiTe4,Nb2GeTe4和Ta2GeTe4),由B位阳离子占据态d轨道主导转变为B位阳离子占据态d轨道与X位阴离子满p轨道共同主导,导致带隙值变化趋势异常.我们预测该价带顶轨道的反转可有效降低空穴有效质量,促进载流子的迁移,有助于器件性能的提升.

关键词：Nb2SiTe4、元素替换、应力工程、第一性原理

所属期刊栏目：69

资助基金：国家自然科学基金;江苏省自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项资金;深圳市科创委基础研究面上项目;中国博士后科学基金

在线出版日期：2020-10-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：281-289