层数对二维SnS的晶体结构及电子结构的调控
2021-04-20武晓倩刘亭亭苏宁宁
陕西科技大学学报 2021年2期
关键词:结构
孙 梦, 武晓倩, 刘亭亭, 苏宁宁
(中北大学 理学院, 山西 太原 030051)
0 引言
SnS是典型的层状半导体材料,由于具有较高的热电优值[1]和较大的光吸收系数以及环保、无毒且地球储量丰富[2,3]等优点在半导体探测器[4]、光伏器件和热电器件[5,6]等领域具有广阔的应用前景.常压下,稳定的SnS具有正交结构(Pnma).
近年来,随着石墨烯通过机械剥离的方法从母体中直接分离出来,并且展现出异于体材料的热学、光学和电学等性质[7-9],二维SnS便激起了很多理论和实验工作者的研究兴趣.理论上,Fei和Wu等[10-12]通过第一性原理计算分别提出了二维单硫系化合物特有的巨大压电效应和强大的平面内铁电性;Li等[13]通过第一性原理计算,提出杂化层间耦合可以优化二维SnS的电子及电热性能;Tritsaris等[14]通过第一性原理计算提出SnS的光学性质及能带结构对层数有一定的依赖性.
实验上,Sarkar等[15]通过液相剥离法制备了超薄的SnS,发现其具有更高的温度敏感性和良好的非线性光学特性;Brent等[3]通过液相剥离法制备了单层到几层的SnS,并通过光吸收实验观察到带隙对层数具有很强的依赖性;Tian等[16]通过物理气相沉积法合成了厚度约6 nm(~10层)的SnS纳米片,发现此纳米片具有Pnma结构,且面内存在很强的异向性;Zhang等[17]用单源前体法合成出了厚度约20 nm的SnS纳米片,发现此纳米片是pbnm的正交结构.
可见,有别于物理机械剥离方法,当采用化学合成时,由于各结构的形成能不同,二维的SnS会呈现出不同于体材料的晶体结构.而物质的结构……
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