应变与电场调控下二维异质结BAs/I-AsP的光电特性
由两种或多种不同的二维材料组合而产生的层状范德瓦耳斯异质结构具有不同寻常的物理特性,可用于设计高效光电器件.本文使用基于密度泛函理论的第一性原理方法系统地研究了由二维砷化硼(BAs)和蓝磷砷(I-AsP)单层形成的异质结的几何结构和光电性能.研究表明,4种垂直堆叠的BAs/I-AsP异质结构在基态下具有稳定的结构,且带隙在0.63—0.86 eV之间.相较于其组分的单层结构,该异质结构的光学吸收系数得到提升,并且具备I型能带排列结构.另外,通过施加双轴应变和电场可显著地改变异质结构的带隙和能带类型.在双轴施加-10%—8%的拉伸或压缩应变下,带隙也随之增大,在拉伸大于8%时,带隙开始减小.电场在-0.5—0.5 V/A范围内线性地影响带隙,随着电场增大,带隙逐渐减小.双轴应变和电场都可使材料能带排列在I型和Ⅱ型之间转变.同时,BAs/I-AsP异质结具有约13%的理论光电转换效率.可见,该二维异质结在光伏和光电领域具有广阔的应用前景.
物理学报
2025年10期
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