С использованием методов теории функционала плотности выполнены расчеты электронной зонной структуры слоистого полупроводника GaTe гексагональной модификации. Структурные параметры объ-емного кристалла с симметрией β-политипа определены с учетом ван-дер-ваальсовых взаимодействий и согласуются с экспериментальными данными для поликристаллических пленок в пределах 2%. Получены оценки положения экстремумов верхней валентной зоны и нижней зоны проводимости относительно уровня вакуума для объемного β-GaTe и для ультратонких пластин с числом элементарных слоев от 1 до 10, что соответствует диапазону толщины 0.5−8 nm. Расчеты показывают, что гексагональный GaTe является непрямозонным полупроводником с шириной запрещенной зоны, варьирующейся от 0.8 eV в объемном материале до 2.3 eV в монослое. ВведениеТеллурид галлия (GaTe) относится к семейству слои-стых кристаллов A III B VI , перспективных для использова-ния в нелинейной оптике и оптоэлектронике. В отличие от слоистых сульфида и селенида галлия, имеющих гексагональную симметрию (наиболее общими полити-пами являются β-GaS и ε-GaSe с идентичными по своей структуре слоями), объемные кристаллы теллурида гал-лия кристаллизуются преимущественно в моноклинной сингонии (m-GaTe с пространственной группой B2/m). По своим электронным свойствам соединение m-GaTe является прямозонным полупроводником с шириной запрещенной зоны около 1.7 eV при комнатной темпе-ратуре [1]. Намеренно нелегированные образцы GaTe, а также GaSe и их твердые растворы как правило демонстрируют проводимость p-типа [2], что можно связать с положением уровня зарядовой нейтральности в нижней половине запрещенной щели [3,4].Выполненные в последние годы исследования нано-слоев GaTe показали их высокую фоточувствительность и перспективность использования в качестве компо-нентов квазидвумерных (2D) ван-дер-ваальсовых гетеро-структур [5,6], в которых различные по своему составу 2D слои располагаются друг над другом в требуемой последовательности с целью управления физическими свойствами и повышения производительности электрон-ных устройств [7].Возможность получения тонких пленок GaTe в гекса-гональной фазе (β-GaTe) была впервые показана в [8], где был также обнаружен переход β-GaTe → m-GaTe при отжиге образца, позднее наблюдавшийся в [9]. В рабо-те [10] методом вертикальной зонной плавки под высо-ким давлением инертного газа были выращены крупные монокристаллы β-GaTe и дана оценка их механических и оптических свойств. В работе [11] показано, что ультратонкие пластинки GaTe с числом слоев от 1 до 3, полученные методом микромеханического расслоения объемного кристалла m-GaTe, испытывают спонтанный переход в гексагональную фазу. Использование подлож-ки GaAs (001) позволило в [12] вырастить методом молекулярно-пучковой эпитаксии гексагональные слои GaTe толщиной до ∼ 90 nm.Опубликованные в литературе теоретические иссле-дования гексагонального GaTe преимущественно фоку-сируются на рассмотрении характеристик единичного тетраслоя этого соединения (например, [13]). Целью настоящей работы является изучение влияния кванто...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.