Theoretical prediction of chalcogen-based Janus monolayers for self-powered optoelectronic devices

杰纳斯 硫族元素 单层 材料科学 光电子学 纳米技术 结晶学 化学
作者
Yuxuan Sun,Naizhang Sun,W. X. Zhou,Han Ye
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:136 (10) 被引量:4
标识
DOI:10.1063/5.0223915
摘要

Exploring potential two-dimensional monolayers with large photogalvanic effect (PGE) has been of great importance for developing self-powered optoelectronic devices. In this paper, we systematically investigate the generation of PGE photocurrent in chalcogen-based Janus XYZ monolayers (X/Y/Z = S, Se, Te; X ≠ Y ≠ Z) based on non-equilibrium Green's function formalism with density functional theory. The optimized Janus SSeTe, SeSTe, and TeSeS monolayers in the rectangular phase are shown stable and, respectively, possess 1.54, 1.49, and 1.74 eV indirect bandgaps. Illuminated by linearly polarized light, the PGE photocurrent without bias voltage can be collected in both armchair and zigzag directions. Unlike common Janus 2D materials with C3v symmetry, the photocurrent peak values of Janus XYZ monolayers do not come up with certain polarization angles, while the relations can be fitted by Iph = α sin(2θ) + β cos(2θ) + γ at each photon energy. Meanwhile, the maximum photoresponses of Janus SSeTe, SeSTe, and TeSeS monolayers are 2.02, 3.33, and 4.42 a20/photon, respectively. The relatively large PGE photocurrents and complicated polarization relations result from the lower symmetry of Janus XYZ monolayers. Moreover, the specific polarization angles for maximum photoresponses at each photon energy and the ratio between two transport directions are demonstrated, reflecting the anisotropy. Our results theoretically predict a potential Janus monolayer family for self-powered optoelectronic 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
1秒前
deng203发布了新的文献求助30
2秒前
youayou完成签到,获得积分10
2秒前
情怀应助自由冷玉采纳,获得10
3秒前
4秒前
5秒前
5秒前
陶陶发布了新的文献求助10
7秒前
zloong完成签到,获得积分10
7秒前
Motal发布了新的文献求助10
8秒前
宇文宛菡发布了新的文献求助10
11秒前
14秒前
云中竹兰完成签到,获得积分10
14秒前
小何发布了新的文献求助10
15秒前
陶陶完成签到,获得积分20
16秒前
微笑天磊完成签到,获得积分10
17秒前
海盗船长完成签到,获得积分10
17秒前
yahong发布了新的文献求助10
18秒前
Persevere完成签到,获得积分10
20秒前
啊蒙完成签到,获得积分10
23秒前
快乐学习每一天完成签到 ,获得积分10
24秒前
酷炫翠桃应助陶陶采纳,获得10
24秒前
爆米花应助ytxu采纳,获得10
25秒前
小小脸发布了新的文献求助10
25秒前
思源应助害羞的山柏采纳,获得10
25秒前
27秒前
27秒前
27秒前
28秒前
阿鹏应助w_sea采纳,获得10
28秒前
勤恳的小馒头完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
一川完成签到,获得积分10
33秒前
半个芝士发布了新的文献求助10
35秒前
害羞的山柏完成签到,获得积分20
35秒前
38秒前
1.1发布了新的文献求助10
39秒前
39秒前
40秒前
贾小云完成签到,获得积分10
40秒前
高分求助中
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
Quantum Computing for Quantum Chemistry 500
Thermal Expansion of Solids (CINDAS Data Series on Material Properties, v. I-4) 470
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 360
Multi-omics analysis reveals the molecular mechanisms and therapeutic targets in high altitude polycythemia 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 3899796
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3444418
关于积分的说明 10835011
捐赠科研通 3169431
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1751105
邀请新用户注册赠送积分活动 846489
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 789251