双轴应变和外部电场对单层MgI2电子结构的调控

摘要

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了施加双轴应变及外电场对单层MgI2电子结构的影响,并分析了能带图、态密度图等。计算结果表明:纯净体系的单层MgI2是一个间接半导体,能隙值为3.602 eV。声子谱没有虚频表明其结构可以稳定存在。随着双轴应变值从−10%到10%,单层MgI2能隙值从2.944 eV变化到3.406 eV。有趣的是,在应变值−10%到4%下,能隙值一直在增加,在4%到10%范围内,能隙值在减小,并且在4%这个应变值下获得最大能隙值3.673 eV。将外部电场设置为0 eV/Å/e至1 eV/Å/e,发现单层MgI2在0.2 eV/Å/e到0.4 eV/Å/e电场下能隙值与纯净体系能隙值相差不大,在0.6 eV/Å/e至0.7 eV/Å/e半导体类型由间接能隙半导体变为直接能隙半导体,0.9 eV/Å/e到1.0 eV/Å/e变为金属,因此判定在0.7 eV/Å/e到0.9 eV/Å/e之间发生了半导体到金属的相变。