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Tunable Electronic Properties, Carrier Mobility, and Contact Characteristics in Type-II BSe/Sc2CF2 Heterostructures toward Next-Generation Optoelectronic Devices

异质结 光电子学 材料科学 光电探测器 单层 带隙 载流子 电子迁移率 纳米技术
作者
Son‐Tung Nguyen,Cuong Q. Nguyen,Nguyen N. Hieu,Huynh V. Phuc,Chương V. Nguyen
出处
期刊:Langmuir [American Chemical Society]
卷期号:39 (48): 17251-17260 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acs.langmuir.3c02329
摘要

Conducting heterostructures have emerged as a promising strategy to enhance physical properties and unlock the potential application of such materials. Herein, we conduct and investigate the electronic and transport properties of the BSe/Sc2CF2 heterostructure using first-principles calculations. The BSe/Sc2CF2 heterostructure is structurally and thermodynamically stable, indicating that it can be feasible for further experiments. The BSe/Sc2CF2 heterostructure exhibits a semiconducting behavior with an indirect band gap and possesses type-II band alignment. This unique alignment promotes efficient charge separation, making it highly promising for device applications, including solar cells and photodetectors. Furthermore, type-II band alignment in the BSe/Sc2CF2 heterostructure leads to a reduced band gap compared to the individual BSe and Sc2CF2 monolayers, leading to enhanced charge carrier mobility and light absorption. Additionally, the generation of the BSe/Sc2CF2 heterostructure enhances the transport properties of the BSe and Sc2CF2 monolayers. The electric fields and strains can modify the electronic properties, thus expanding the potential application possibilities. Both the electric fields and strains can tune the band gap and lead to the type-II to type-I conversion in the BSe/Sc2CF2 heterostructure. These findings shed light on the versatile nature of the BSe/Sc2CF2 heterostructure and its potential for advanced nanoelectronic and optoelectronic devices.
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