【摘 要】
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在二维范德华异质结中,由于维度的降低,库仑屏蔽效应明显减弱,激子效应显著增强。准确描述二维异质结的光-物质相互作用对于理解其激子光学响应和辐射寿命至关重要。本文基于密度泛函理论,采用GW方法计算了MoSSe/SiC异质结的准粒子能带结构,并通过求解Bethe-Salpeter方程研究了其激子光学性质。由于不同的堆叠方式对激子性质的影响是不可忽略的,且考虑到S原子Se原子电负性差异的影响,这里优化了
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在二维范德华异质结中,由于维度的降低,库仑屏蔽效应明显减弱,激子效应显著增强。准确描述二维异质结的光-物质相互作用对于理解其激子光学响应和辐射寿命至关重要。本文基于密度泛函理论,采用GW方法计算了MoSSe/SiC异质结的准粒子能带结构,并通过求解Bethe-Salpeter方程研究了其激子光学性质。由于不同的堆叠方式对激子性质的影响是不可忽略的,且考虑到S原子Se原子电负性差异的影响,这里优化了12种具有高对称性的堆叠方式。这里选择的四种稳定结构1-AA、1-A’B、2-AA和2-A’B均为Ⅱ类能带排列的半导体,有利于产生层间激子。在层间激子中,电子分布在SiC单层中,而空穴分布在MoSSe单层中,电子和空穴的空间分离大大降低了载流子的复合速率。我们发现,这四种结构都具有高结合能的层间激子,其光学偶极振子强度和辐射寿命可在十几个数量级范围内调制,这突出了MoSSe/SiC异质结在设计激子的光电应用性质方面的潜力。更有趣的是,我们还发现在1-A’B和2-A’B中,能量最低的激子是具有强吸收峰的层间激子。对这些层间激子的结合能、跃迁贡献和激子寿命进行详细分析,将有助于研究MoSSe/SiC异质结在光电子学中的应用。
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