Single-Layer BI: A Multifunctional Semiconductor with Ferroelectricity, Ultrahigh Carrier Mobility, and Negative Poisson’s Ratio

铁电性 材料科学 凝聚态物理 半导体 纳米尺度 电子迁移率 带隙 纳米技术 光电子学 物理 电介质
作者
Shiying Shen,Qian Wu,Yan Liang,Baibiao Huang,Ying Dai,Yandong Ma
出处
期刊:Physical review applied [American Physical Society]
卷期号:15 (1) 被引量:2
标识
DOI:10.1103/physrevapplied.15.014027
摘要

Developing two-dimensional multifunctional materials is highly desirable for nanoscale device applications. Herein, by means of first-principles calculations, we demonstrate a promising two-dimensional multifunctional semiconductor with ferroelectricity, ultrahigh carrier mobility, and negative Poisson's ratio in single-layer $\mathrm{BI}$. We show that single-layer $\mathrm{BI}$ exhibits intrinsic ferroelectricity, derived from its asymmetric structure, and the ferroelectricity features an in-plane electric polarization as large as $3.3\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}10}{\mathrm{C}}_{{\mathrm{m}}^{\ensuremath{-}1}}$, which is beneficial for nonvolatile memories. Owing to its large band dispersion, single-layer $\mathrm{BI}$ is also found to harbor an extremely high carrier mobility ($1.17\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{5}\phantom{\rule{0.1em}{0ex}}\mathrm{c}{\mathrm{m}}^{2}{\mathrm{V}}^{\ensuremath{-}1}{\mathrm{s}}^{\ensuremath{-}1}$), even comparable to that of graphene, suggesting its potential for high-performance electronics and bulk photovoltaic effect. This, combined with the moderate band gap, renders single-layer $\mathrm{BI}$ with a high absorption coefficient (${10}^{5}\mathrm{cm}{\mathrm{m}}_{\ensuremath{-}1}$) from near-infrared to ultraviolet light. In addition, we unveil that single-layer $\mathrm{BI}$ is a long-sought-after auxetic material with a negative Poisson's ratio of \ensuremath{-}0.31. All of these findings make single-layer $\mathrm{BI}$ a compelling multifunctional material, offering a versatile platform for diverse nanoscale devices applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
科研小白完成签到 ,获得积分10
1秒前
小蘑菇应助vv采纳,获得10
2秒前
Mike001发布了新的文献求助10
2秒前
倪妮发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
Mike001发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Mike001发布了新的文献求助10
5秒前
Mike001发布了新的文献求助10
6秒前
fountainli发布了新的文献求助30
7秒前
淡然如冬发布了新的文献求助10
7秒前
orixero应助皛鑫森淼焱垚采纳,获得10
7秒前
7秒前
JamesPei应助单薄雪柳采纳,获得10
7秒前
吴携发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
Mike001发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
lxy完成签到,获得积分10
9秒前
jachin发布了新的文献求助10
9秒前
Mike001发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
爆米花应助佳佳采纳,获得10
11秒前
Mike001发布了新的文献求助80
11秒前
feng发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
秋雪瑶应助Xx采纳,获得10
12秒前
Mike001发布了新的文献求助10
12秒前
lxy发布了新的文献求助10
13秒前
今天发财了吗完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
乐乐应助忧虑的芒果采纳,获得20
13秒前
该睡觉啦发布了新的文献求助10
13秒前
无花果应助白玉汤顿首采纳,获得10
14秒前
14秒前
高分求助中
The three stars each : the Astrolabes and related texts 1070
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Hieronymi Mercurialis Foroliviensis De arte gymnastica libri sex: In quibus exercitationum omnium vetustarum genera, loca, modi, facultates, & ... exercitationes pertinet diligenter explicatur Hardcover – 26 August 2016 900
Sport in der Antike 800
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
少脉山油柑叶的化学成分研究 530
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2404438
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2103002
关于积分的说明 5307444
捐赠科研通 1830643
什么是DOI,文献DOI怎么找? 912159
版权声明 560502
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 487696