Electronic and Optical Properties of Two-Dimensional GaN from First-Principles

材料科学 光电子学 双层 氮化镓 铟镓氮化物 量子点 单层 半导体 光发射 量子阱 带隙 宽禁带半导体 密度泛函理论 发光二极管 凝聚态物理 纳米技术 光学 图层(电子) 物理 化学 激光器 计算化学 生物化学
作者
Nocona Sanders,Dylan Bayerl,Guangsha Shi,Kelsey Mengle,Emmanouil Kioupakis
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:17 (12): 7345-7349 被引量:192
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.7b03003
摘要

Gallium nitride (GaN) is an important commercial semiconductor for solid-state lighting applications. Atomically thin GaN, a recently synthesized two-dimensional material, is of particular interest because the extreme quantum confinement enables additional control of its light-emitting properties. We performed first-principles calculations based on density functional and many-body perturbation theory to investigate the electronic, optical, and excitonic properties of monolayer and bilayer two-dimensional (2D) GaN as a function of strain. Our results demonstrate that light emission from monolayer 2D GaN is blueshifted into the deep ultraviolet range, which is promising for sterilization and water-purification applications. Light emission from bilayer 2D GaN occurs at a similar wavelength to its bulk counterpart due to the cancellation of the effect of quantum confinement on the optical gap by the quantum-confined Stark shift. Polarized light emission at room temperature is possible via uniaxial in-plane strain, which is desirable for energy-efficient display applications. We compare the electronic and optical properties of freestanding two-dimensional GaN to atomically thin GaN wells embedded within AlN barriers in order to understand how the functional properties are influenced by the presence of barriers. Our results provide microscopic understanding of the electronic and optical characteristics of GaN at the few-layer regime.
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
3秒前
4秒前
里海鱼发布了新的文献求助10
4秒前
英姑应助jenny采纳,获得10
6秒前
9秒前
afar完成签到 ,获得积分10
11秒前
13秒前
jenny完成签到,获得积分10
16秒前
王婧jjj发布了新的文献求助10
17秒前
乐观红牛发布了新的文献求助10
17秒前
TN完成签到 ,获得积分10
18秒前
顾矜应助俭朴夜香采纳,获得10
25秒前
26秒前
kytzh完成签到,获得积分10
27秒前
彭于晏应助Lqiang采纳,获得10
28秒前
29秒前
英俊的铭应助103921wjk采纳,获得10
29秒前
30秒前
30秒前
科研通AI5应助刀客特幽采纳,获得10
31秒前
pluto应助博士采纳,获得10
32秒前
归尘发布了新的文献求助10
34秒前
123457关注了科研通微信公众号
34秒前
儒雅的焦完成签到 ,获得积分10
34秒前
34秒前
34秒前
太空工程师完成签到,获得积分10
35秒前
Nia发布了新的文献求助10
37秒前
努力成为科研大佬完成签到,获得积分10
38秒前
103921wjk发布了新的文献求助10
39秒前
里海鱼完成签到,获得积分10
40秒前
40秒前
szh123完成签到 ,获得积分10
44秒前
小白应助kyJYbs采纳,获得20
45秒前
NexusExplorer应助yue采纳,获得10
46秒前
47秒前
50秒前
科研通AI5应助刀客特幽采纳,获得10
51秒前
51秒前
51秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780364
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325704
关于积分的说明 10224008
捐赠科研通 3040823
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669040
邀请新用户注册赠送积分活动 799013
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758648