Structural anisotropy results in strain-tunable electronic and optical properties in monolayer GeX and SnX (X = S, Se, Te)

单层 各向异性 材料科学 凝聚态物理 半导体 带隙 拉伤 刚度 电子结构 结晶学 光电子学 光学 化学 复合材料 纳米技术 物理 医学 内科学
作者
Le Huang,Fu‐Gen Wu,Jingbo Li
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:144 (11): 114708-114708 被引量:184
标识
DOI:10.1063/1.4943969
摘要

Using first-principles calculations, the structural and electronic properties of group-IV monochalcogenide monolayers are investigated. It is demonstrated that all the monolayers employed here possess moderate indirect bandgaps. In-plane elastic stiffness calculation demonstrates the structural anisotropy in these materials, further resulting in anisotropic response to in-plane strains in their electronic properties and anisotropic optical properties. The bandgaps of GeX and SnX monolayers can be linearly reduced by applied in-plane compressive strains and the semiconductor-to-metal transition can be realized under large compressive strains; while tensile strains exert less influence on the electronic properties in comparison to compressive strains. Some monolayers will experience indirect-to-direct bandgap transition when subjected to proper strains. A further insight into the variation of bandgaps of these monolayers can be obtained from the changing band edges.
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