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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
2秒前
benyu完成签到,获得积分10
2秒前
Lendar完成签到 ,获得积分10
3秒前
岚12完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
听话的亦云完成签到,获得积分10
6秒前
Liziqi823完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
windy发布了新的文献求助10
9秒前
woommoow完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
神勇千万完成签到,获得积分10
10秒前
黑粉头头完成签到,获得积分10
11秒前
多余完成签到,获得积分10
12秒前
儒雅的焦完成签到,获得积分10
12秒前
满天星辰独览完成签到 ,获得积分10
12秒前
站住辣条发布了新的文献求助10
13秒前
guozizi发布了新的文献求助10
13秒前
科研王完成签到,获得积分10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
汉堡包应助tt采纳,获得10
13秒前
14秒前
未来学术司马懿完成签到,获得积分0
14秒前
舒服的曼云完成签到,获得积分10
15秒前
Yuu完成签到,获得积分10
16秒前
齐朕完成签到,获得积分10
16秒前
jscr完成签到,获得积分10
16秒前
紫色哀伤完成签到,获得积分10
17秒前
Capital完成签到,获得积分10
18秒前
小李关注了科研通微信公众号
18秒前
19秒前
guozizi发布了新的文献求助10
20秒前
夏雨完成签到 ,获得积分10
20秒前
小公牛完成签到 ,获得积分10
21秒前
隐形觅翠完成签到,获得积分10
23秒前
莫三颜完成签到,获得积分10
23秒前
认真的枫叶完成签到,获得积分10
25秒前
偏偏海完成签到,获得积分10
26秒前
Pakben完成签到,获得积分10
27秒前
zhzhzh完成签到,获得积分10
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Organic Chemistry 1500
The Netter Collection of Medical Illustrations: Digestive System, Volume 9, Part III - Liver, Biliary Tract, and Pancreas (3rd Edition) 600
塔里木盆地肖尔布拉克组微生物岩沉积层序与储层成因 500
Assessment of adverse effects of Alzheimer's disease medications: Analysis of notifications to Regional Pharmacovigilance Centers in Northwest France 400
Introducing Sociology Using the Stuff of Everyday Life 400
Conjugated Polymers: Synthesis & Design 400
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 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 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4271147
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3801344
关于积分的说明 11911313
捐赠科研通 3448068
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1891199
邀请新用户注册赠送积分活动 941860
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 846012