二维As-SnS_(2)垂直堆叠异质结的电子结构及光学性质

摘要

基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了二维As-SnS_(2)垂直堆叠异质结的几何结构、电子结构和光学性质。研究发现,AA堆叠和AB堆叠As-SnS_(2)异质结分别为间接带隙(0.361 eV)和直接带隙(0.323 eV)的半导体,均具有Ⅱ型能带排列的特点,利于分离光生电子-空穴对,提高光能量的利用;施加张、压应变均能有效减小AA堆叠和AB堆叠As-SnS_(2)异质结的带隙;异质结中As层表现为n型掺杂半导体,而SnS_(2)层表现为p型掺杂半导体;AA(AB)堆叠As-SnS_(2)异质结中,As层向SnS_(2)层的电荷转移为0.018 e(0.023 e),As-SnS_(2)异质结界面上电荷形成内建电场,加速分离光生载流子。此外,AA堆叠和AB堆叠As-SnS_(2)异质结在可见光和紫外光范围内的吸收系数均非常高,可望作为紫外-可见光电子器件的候选材料。