Tunable type-II band alignment and electronic structure of C3N4/MoSi2N4 heterostructure: Interlayer coupling …

材料科学 类型(生物学) 物理 联轴节(管道) 带隙 范德瓦尔斯力 电子结构 结晶学 能量(信号处理) 凝聚态物理 量子力学 分子 化学 生态学 生物 冶金
作者
Cuong Q. Nguyen,Yee Sin Ang,Son‐Tung Nguyen,Nguyen Van Hoang,Nguyen Manh Hung,Chương V. Nguyen
出处
期刊:Physical review 卷期号:105 (4) 被引量:59
标识
DOI:10.1103/physrevb.105.045303
摘要

In this work, we perform a first-principle study to investigate the atomic and electronic structures of the ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ van der Waals heterostructure (vdWH) as well as its tunable electronic structure via interlayer coupling and an external perpendicular electric field. The ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ vdWH is structurally and thermodynamically stable at room temperature. Our results demonstrate that the ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ vdWH exhibits a semiconducting characteristic with a direct band gap of 1.86/2.66 eV as given by the PBE/HSE06 calculation. This value of band gap conveniently lies in the visible light energy range, thus unraveling the strong optical absorption of ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ vdWH in the technologically important visible light regime. The band edges of the ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ vdWH separately from the ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}$ and ${\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ layers, thus resulting in a type-II band alignment, which is highly desirable for achieving efficient electron-hole separation. Remarkably, the electronic structure and the band alignment types can be flexibly tuned between type-I and type-II by applying an external electric field, by changing the interlayer distance and by applying the in-plane strain. Our findings reveal the potential of ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{MoSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ vdWH as a tunable hybrid material with strong potential in optoelectronic applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
MISSIW完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
研友_ZAVod8完成签到,获得积分10
4秒前
xxy完成签到,获得积分10
4秒前
Shell发布了新的文献求助10
8秒前
不能吃太饱完成签到,获得积分10
9秒前
priss111应助大大小采纳,获得300
9秒前
努力向上的小刘完成签到,获得积分10
10秒前
qujunming完成签到 ,获得积分10
14秒前
beiye完成签到,获得积分20
14秒前
长情的听兰完成签到,获得积分10
15秒前
施施完成签到 ,获得积分10
15秒前
木之木完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
aaa0001984完成签到,获得积分0
21秒前
念与愿完成签到 ,获得积分10
21秒前
赘婿应助Shell采纳,获得10
23秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
24秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
风的翅膀应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
张尧摇摇摇完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
薰硝壤应助wssamuel采纳,获得10
26秒前
七七四十九完成签到,获得积分10
31秒前
开心的马里奥完成签到,获得积分10
33秒前
星辰完成签到,获得积分10
34秒前
爱吃香菜的小黄瓜完成签到,获得积分20
34秒前
杀殿完成签到 ,获得积分10
35秒前
huahua完成签到 ,获得积分10
36秒前
xgx984完成签到,获得积分10
39秒前
41秒前
高分求助中
求助这个网站里的问题集 1000
Floxuridine; Third Edition 1000
Models of Teaching(The 10th Edition,第10版!)《教学模式》(第10版!) 800
La décision juridictionnelle 800
Rechtsphilosophie und Rechtstheorie 800
Nonlocal Integral Equation Continuum Models: Nonstandard Symmetric Interaction Neighborhoods and Finite Element Discretizations 600
Academic entitlement: Adapting the equity preference questionnaire for a university setting 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2872541
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2480912
关于积分的说明 6720841
捐赠科研通 2166725
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1151134
版权声明 585720
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 565118