应变和电场调控HfSe_(2)/PtSe_(2)异质结的电子结构

摘要

本团队通过基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统地研究了HfSe2/PtSe2范德瓦尔斯异质结(van der Waals heterostructures,vdWHs)的电子性质,包括堆垛方式、层间耦合、应变和外电场的影响.发现堆垛方式可以调节能带对齐类型--AA,AB′和AC′堆垛时为Ⅱ型,AB,AC,AA′则为Ⅰ型.在六种堆垛方式中,AA堆垛是最稳定的,其层间距为2.87A,带隙为1.0 eV,Ⅱ型的能带对齐方式有利于电子-空穴载流子的分离.进一步的计算表明,HfSe_(2)/PtSe_(2)异质结的电子性质可以通过垂直应变和双轴面内应变有效调节:在施加应变或改变层间距后,可以在HfSe_(2)/PtSe_(2)异质结中观察到从Ⅱ型到Ⅰ型能带对齐类型的转变;不仅如此,压缩应变和层间耦合还可以有效调控异质结的带隙大小.本研究将为未来HfSe_(2)/PtSe_(2)异质结在纳米电子及光电设备中的应用提供理论基础.