Tunable type-II band alignment and electronic structure of C3N4/MoSi2N4 heterostructure: Interlayer coupling and electric field

材料科学 类型(生物学) 物理 联轴节(管道) 带隙 范德瓦尔斯力 电子结构 结晶学 能量(信号处理) 凝聚态物理 量子力学 分子 化学 生态学 冶金 生物
作者
Cuong Q. Nguyen,Yee Sin Ang,Son‐Tung Nguyen,Nguyen Van Hoang,Nguyễn Mạnh Hùng,Chuong V. Nguyen
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:105 (4) 被引量:112
标识
DOI:10.1103/physrevb.105.045303
摘要

In this work, we perform a first-principle study to investigate the atomic and electronic structures of the ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ van der Waals heterostructure (vdWH) as well as its tunable electronic structure via interlayer coupling and an external perpendicular electric field. The ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ vdWH is structurally and thermodynamically stable at room temperature. Our results demonstrate that the ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ vdWH exhibits a semiconducting characteristic with a direct band gap of 1.86/2.66 eV as given by the PBE/HSE06 calculation. This value of band gap conveniently lies in the visible light energy range, thus unraveling the strong optical absorption of ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ vdWH in the technologically important visible light regime. The band edges of the ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ vdWH separately from the ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}$ and ${\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ layers, thus resulting in a type-II band alignment, which is highly desirable for achieving efficient electron-hole separation. Remarkably, the electronic structure and the band alignment types can be flexibly tuned between type-I and type-II by applying an external electric field, by changing the interlayer distance and by applying the in-plane strain. Our findings reveal the potential of ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ vdWH as a tunable hybrid material with strong potential in optoelectronic 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
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
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
HUOZHUANGCHAO完成签到,获得积分10
1秒前
长安完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
11发布了新的文献求助10
3秒前
超帅问丝完成签到,获得积分10
3秒前
sdf发布了新的文献求助10
4秒前
小太阳发布了新的文献求助10
4秒前
Qian发布了新的文献求助20
4秒前
beninsect发布了新的文献求助10
4秒前
fighting完成签到 ,获得积分10
4秒前
FashionBoy应助失眠的寄云采纳,获得10
5秒前
妮露的修狗完成签到,获得积分10
5秒前
Cc发布了新的文献求助10
6秒前
nini发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
老碳完成签到,获得积分10
7秒前
Xander完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
jjjjjsmile完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
怡然未来完成签到,获得积分10
9秒前
华仔应助Aman采纳,获得10
11秒前
11秒前
冷静的半梦应助乐鲨采纳,获得10
12秒前
超帅问丝发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
超级发布了新的文献求助10
12秒前
娃哈哈完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7254225
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8876152
关于积分的说明 18741156
捐赠科研通 6934796
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3200062
关于科研通互助平台的介绍 2374745
邀请新用户注册赠送积分活动 2174888