外电场下单层InSe电子结构的第一性原理计算

由于具有大的塞贝克系数和电导率,单层InSe具有优异的热电性能。采用第一性原理计算方法系统地研究了外电场作用下单层InSe的结构、电子结构和电荷转移。研究结果表明,当电场强度在0~0.6 V/?时,费米能级附近的导带和价带对外电场的作用不敏感,且带隙几乎不随外电场变化。主要是因为施加外电场后,上、下Se-In原子层周围的自由电子发生了转移,使得单层InSe对外电场有屏蔽作用;在屏蔽效应下,单层InSe的结构及其内部化学键受到外电场的影响较小,使得单层InSe的能带对外电场作用不敏感。本研究可为二维材料电子结构和物性的外电场调控机制提供一定的理论参考。

InSe单层中点缺陷的第一性原理研究

InSe是Ⅲ-Ⅵ族化合物中的主要成员,由于其具有优异的电学性能,在太阳能电池、固体电池组等领域受到广泛的关注.光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而Ⅲ-Ⅵ族化合物中的点缺陷对电子结构具有重要的调控,且单层InSe中点缺陷的Perdew-Burke-Ernzerhof(PBE)和Heyd-Scuseria-Ernzerhof(HSE)对比研究尚且缺乏.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,对单层InSe的硒空位、铟空位、溴替代硒、硫替代硒、碲替代硒、镓替代铟、锡替代铟和铊替代铟的缺陷形成能和稳定性进行了研究.结果表明:在缺铟和富铟条件下,硫替代硒和镓替代铟的缺陷形成能低且可以有效的降低体系总能,提高体系的稳定性.溴替代硒具有较小的缺陷形成能,但较大的体系总能表明溴替代硒的缺陷体系不稳定.在缺铟条件下易形成铊替代铟缺陷;在富铟条件下易形成碲替代硒缺陷.上述研究结果有助于理解点缺陷对Ⅲ-Ⅵ族化合物稳定性的影响,同时也为未来实验上设计基于InSe的高效的光电子器件提供理论依据.