2D-материалы XMoSiN2 типа Янус (X = S, Se или Te) характеризуются высокими значениями энергии связи и сильным встроенным электрическим полем, позволяющим разделять генерируемые электронно-дырочные пары в пределах одного слоя. Данные 2D-материалы перспективны для фотовольтаических приложений. В настоящей работе в рамках моделирования рассмотрены выращенные и оптимизированные нанотрубки малых диаметров на основе 2D-материалов SMoSiN2 типа Янус. С помощью расчетов в рамках теории функционала плотности получены зонные структуры и спектры оптического поглощения таких нанотрубок с различным расположением халькогена. Для рассмотренных структур наблюдается широкая область поглощения коротковолнового излучения при деформации трубки ε = 12,46 %. Нанотрубки XMoSiN2 типа Янус проявляют себя как полупроводники, электронными и оптическими свойствами которых можно управлять путем их деформации.
-
Ключевые слова:
2D-материалы SMoSiN2, нанотрубки, зонная структура, спектры оптического поглощения
-
Информация о финансировании:
работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (проект FNRM-2022-0008).
-
Опубликовано в разделе:
Mатериалы электроники
-
Для цитирования:
Морозова Е. В., Тимкаева Д. А. Нанотрубки на основе 2D-материалов SMoSiN2 типа Янус для применений в наноэлектронике // Изв. вузов. Электроника. 2023. Т. 28. № 3. С. 271–280. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2023-28-3-271-280. – EDN: YUDZPB.
Тимкаева Диана Абдулхаковна
Ульяновский государственный университет, г.Ульяновск, Россия; НПК «Технологический центр», г. Москва, Россия
1. Chemical vapor deposition of layered two-dimensional MoSi2N4 materials / Y.-L. Hong, Z. Liu, L. Wang et al. // Science. 2020. Vol. 369. Iss. 6504. P. 670–674. https://doi.org/10.1126/science.abb7023
2. Strain-induced semiconductor to metal transition in MA2Z4 bilayers (M = Ti, Cr, Mo; A = Si; Z = N, P) / H. Zhong, W. Xiong, P. Lv et al. // Phys. Rev. B. 2021. Vol. 103. Iss. 8. Art. ID: 085124. https://doi.org/ 10.1103/PhysRevB.103.085124
3. Sibatov R. T., Meftakhutdinov R. M., Kochaev A. I. Asymmetric XMoSiN2 (X = S, Se, Te) monolayers as novel promising 2D materials for nanoelectronics and photovoltaics // Applied Surface Science. 2022. Vol. 585. Art. No. 152465. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.152465
4. QuantumATK: An integrated platform of electronic and atomic-scale modelling tools / S. Smidstrup, T. Markussen, P. Vancraeyveld et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2019. Vol. 32. No. 1. Art. No. 015901. https://doi.org/10.1088/1361-648X/ab4007
5. The PseudoDojo: Training and grading a 85 element optimized norm-conserving pseudopotential table / M. J. van Setten, M. Giantomassi, E. Bousquet et al. // Computer Physics Communications. 2018. Vol. 226. P. 39–54. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2018.01.012
6. Perdew J. P., Burke K., Ernzerhof M. Generalized gradient approximation made simple // Phys. Rev. Lett. 1996. Vol. 77. Iss. 18. P. 3865–3868. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865
7. First-principles study on the structural properties of 2D MXene SnSiGeN4 and its electronic properties under the effects of strain and an external electric field / V. D. Dat, T. V. Vu, A. A. Lavrentyev et al. // RSC Adv. 2022. Vol. 12. Iss. 45. P. 29113–29123. https://doi.org/10.1039/D2RA05265B
8. Novel Janus MoSiGeN4 nanosheet: Adsorption behaviour and sensing performance for NO and NO2 gas molecules / Y. Weng, X. Ma, G. Yuan et al. // RSC Adv. 2022. Vol. 12. Iss. 38. P. 24743–24751. https://doi.org/10.1039/D2RA03957E