摘要
利用基于GW近似和Bethe-Salpeter方程(BSE)的第一性原理多体微扰方法,计算了二维间接带隙半导体材料椅形硅烷(chairlike silicane)能带的准粒子修正以及光吸收谱。椅形硅烷的电子间强的相互作用显著影响着电子结构,其间接带隙从2.08 eV修正到3.53 eV,直接带隙从2.44 eV修正到3.85 eV。通过比较GW和BSE的光学吸收谱,发现椅形硅烷的束缚激子的束缚能可以达到0.40 eV,远大于硅体材料的15 meV激子束缚能。椅形硅烷的显著激子效应对于硅烯纳米材料的光电子器件应用有重要意义。
The authors present first-principles calculations of the quasiparticle correction and the optical absorption of chairlike silicane fully hydrogenated silicene by using GW method and Bethe-Salpeter equation(BSE).Electron-electron interaction significantly affects the band structure of chairlike silicane.The indirect band gap of chairlike silicane increases from 2.08 to 3.53 eV and the direct quasiparticle band gap increases from 2.44 to 3.85 eV upon inclusion of the quasiparticle correction.Electron-hole interaction significantly affects the optical absorption of chairlike silicane.The binding energy of the binding exciton is about 0.40 eV,much larger than the value of 15 meV in the bulk Si.The enhanced excitonic effect is expected to be of importance in optoelectronic applications of silicene-based nanostructures.
出处
《北京大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第3期377-382,共6页
Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis
基金
国家自然科学基金(10774003
11274016)
国家重点基础研究发展计划(2007CB936200
2013CB932604)
教育部新世纪人才基金
国家基础科学人才培养基金(J0630311)
日本文部科学省特别研究基金资助
关键词
椅形硅烷
GW
BSE
准粒子能带修正
激子效应
chairlike silicane
GW approximation
BSE
quasi-particle correction
excitonic effect