表面修饰调控单层ZnS电子结构和光学性质

• 作者: 吴迪 熊子谦 方文玉
• 来源期刊: 四川大学学报（自然科学版）
• 学科: 物理学
• 关键词: 单层ZnS 第一性原理 电子结构 有效质量 光学性质
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 物理学
• 页码范围: 121-127
• 页数: 7页
• 分类号: O469|O482
• 语种: 中文
• DOI: 10.19907/j.0490-6756.2021.014004

摘要

为了研究H,F修饰单层ZnS对其电子结构和光学性质的影响,建立了H修饰、F修饰以及H-F共同修饰单层ZnS晶体结构.采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了各二维材料的晶体结构、稳定性、电子结构和光学性质.计算结果表明,单层ZnS是一种准平面结构,经过修饰后则转变为褶皱六元环结构,且修饰后的ZnS具有很好的稳定性.电子结构表明,单层ZnS是一种直接带隙半导体,其计算能隙为2.625 eV,H修饰ZnS会导致其能隙增大,且转变为间接带隙半导体,F修饰和H-F共修饰则使得ZnS能隙不同程度减小.载流子有效质量结果显示,单层ZnS为轻空穴重电子型半导体,H或F修饰会导致半导体的空穴有效质量显著增大,电子有效质量的变化则相对较小.光学性质表明,H,F修饰会导致ZnS的吸收边发生蓝移,其中F修饰,H-F共修饰(H与Zn同侧,F与S同侧)ZnS对短中波紫外线的吸收效果明显增强,表明其在未来光电子领域有着广阔的应用前景.