Highly modulated dual semimetal and semiconducting γ-GeSe with strain engineering

材料科学 磷烯 半金属 凝聚态物理 半导体 有效质量(弹簧-质量系统) 直接和间接带隙 带隙 石墨烯 电子能带结构 各向异性 体积模量 异质结 纳米技术 光电子学 光学 复合材料 物理 量子力学
作者
Changmeng Huan,Pu Wang,Binghan He,Yongqing Cai,Qingqing Ke
出处
期刊:2D materials [IOP Publishing]
卷期号:9 (4): 045014-045014 被引量:22
标识
DOI:10.1088/2053-1583/ac83d5
摘要

Abstract Layered hexagonal γ -GeSe, a new polymorph of germanium selenide (GeSe) synthesized recently, shows strikingly high electronic conductivity in its bulk form (even higher than graphite) while semiconducting in the case of monolayer (1L). In this work, by using first-principles calculations, we demonstrate that, different from its orthorhombic phases of GeSe, the γ -GeSe shows a small spatial anisotropic dependence and a strikingly thickness-dependent behavior with transition from semimetal (bulk, 0.04 eV) to semiconductor (1L, 0.99 eV), and this dual conducting characteristic realized simply with thickness control in γ -GeSe has not been found in other two-dimensional materials before. The lacking of d-orbital allows charge carrier with small effective mass (0.16 m 0 for electron and 0.23 m 0 for hole) which is comparable to phosphorene. Meanwhile, 1L γ -GeSe shows a superior flexibility with Young’s modulus of 86.59 N m −1 , only one-quarter of that of graphene and three-quarters of that of MoS 2 , and Poisson’s ratio of 0.26, suggesting a highly flexible lattice. Interestingly, 1L γ -GeSe shows an in-plane isotropic elastic modulus inherent with hexagonal symmetry while an anisotropic in-plane effective mass owing to shifted valleys around the band edges. We demonstrate the feasibility of strain engineering in inducing indirect–direct and semiconductor–metal transitions resulting from competing bands at the band edges. Our work shows that the free 1L γ -GeSe shows a strong light absorption (∼10 6 cm −1 ) and an indirect bandgap with rich valleys at band edges, enabling high carrier concentration and a low rate of direct electron–hole recombination which would be promising for nanoelectronics and solar cell applications.

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
annzl完成签到,获得积分10
2秒前
乐观猕猴桃完成签到 ,获得积分10
2秒前
可爱的老司机完成签到 ,获得积分10
4秒前
柒柒球完成签到 ,获得积分10
5秒前
自信南霜完成签到 ,获得积分10
7秒前
天成浩子完成签到 ,获得积分10
8秒前
勤奋静曼完成签到 ,获得积分10
12秒前
DarianaEderer完成签到,获得积分10
12秒前
lzq671完成签到 ,获得积分10
14秒前
able1325完成签到 ,获得积分10
17秒前
swordshine完成签到,获得积分0
19秒前
gc55完成签到,获得积分10
20秒前
英勇雅琴完成签到 ,获得积分10
22秒前
李健的小迷弟应助gc55采纳,获得10
24秒前
Henry完成签到,获得积分10
27秒前
点点完成签到 ,获得积分10
29秒前
genova完成签到,获得积分10
30秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
wnche完成签到,获得积分10
32秒前
儒雅的如松完成签到 ,获得积分10
33秒前
Reader完成签到 ,获得积分10
37秒前
sonicker完成签到 ,获得积分10
39秒前
pinchaologist发布了新的文献求助10
43秒前
KamilahKupps完成签到,获得积分10
50秒前
一只橘子完成签到 ,获得积分10
52秒前
虚心岂愈完成签到 ,获得积分10
53秒前
pinchaologist完成签到,获得积分20
55秒前
以太发布了新的文献求助30
56秒前
老吉完成签到,获得积分10
59秒前
1分钟前
科研通AI6.4应助kkk采纳,获得10
1分钟前
超越俗尘完成签到,获得积分10
1分钟前
livy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Fin2046完成签到,获得积分10
1分钟前
vkk完成签到 ,获得积分10
1分钟前
alixy完成签到,获得积分10
1分钟前
aaaaa888888888完成签到,获得积分10
1分钟前
xin完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Kao应助alixy采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
(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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7347086
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8959149
关于积分的说明 19024153
捐赠科研通 6997515
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3220150
关于科研通互助平台的介绍 2385145
邀请新用户注册赠送积分活动 2200379