SnxPy-Monoschichten:ein neuer Typ zweidimensionaler Materialien mit hoher Stabilität, Trägermobilität und magnetischen Eigenschaften

Einführung

Zweidimensionale (2D) binäre Verbindungen haben in den letzten Jahren aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften große Aufmerksamkeit auf sich gezogen und können zuverlässige Hinweise für potenzielle Anwendungen in der Nanoelektronik und optoelektronischen Geräten geben [1]. Graphen beispielsweise hat seit seiner Entdeckung aufgrund seiner Eigenschaften und potentiellen Anwendungen [2,3,4,5,6] großes Interesse auf sich gezogen, während Graphen bei Raumtemperatur eine nicht nachweisbare kleine Bandlücke aufweist, was die Verwendung in optoelektronischen Nanogeräten erschwert. Diese Schwierigkeiten veranlassten die Forscher daher, 2D-Materialien mit einer idealen Bandlücke zu finden. In den Folgejahren Bornitrid (BN) [7], MoS₂ oder andere Übergangsmetall-Dichalcogenide [8,9,10,11,12,13] und Übergangsmetall-Trichalkogen-Nide [14, 15] kommen unter anderem auf den Markt. In den letzten Jahren haben Graphen und andere 2D-Materialien der Gruppe IV (Silikon, Stanen und Germanen [16]) gute Fortschritte in der wissenschaftlichen Forschung gemacht. Außer 2D-Halbleitermaterialien der Gruppe V, insbesondere Phosphoren [17,18,19] und Arsenen [20], tauchen als neue Konkurrenten auf dem Gebiet der optoelektronischen Bauelemente auf. Phosphen hat breite Anwendungsperspektiven in Feldeffekttransistoren, optoelektronischen Geräten, Spintronik, Gassensoren und Solarzellen usw., während Stanen, eine 2D-wabenartige Struktur, nach Graphen als neuer Materialtyp mit überlegenen physikalischen Eigenschaften gilt aufgrund seiner starken Elektronenspin-Orbital-Kopplung.

Es ist dringend erforderlich, zwei Arten von Elementen zu synthetisieren, um multifunktionale neuartige 2D-Materialien zu erhalten. Es wird berichtet, dass Legierungen häufig verwendet werden, um die Eigenschaften von 2D-Materialien zu verbessern, um ihre Anwendbarkeit zu erweitern. Beispiel:2D-MoS_2x Se_{2(1 − x )} und WS_2x Se_{2(1 − x )} Nanoblätter [21, 22] zeigen seltsame Eigenschaften wie abstimmbare elektronische, optische Eigenschaften und negatives Poisson-Verhältnis in der Ebene mit x /y (1/1, 1/2, 1/3 usw.) Koordinationsnummer. Ein weiteres Beispiel ist das 2D-Legierungsmaterial Si_x C_y [23], B_x C_y [24] und B_x Si_y [25] zeigen viele neue Eigenschaften (neumodische Struktur, elektronische und mechanische Eigenschaften) durch die First-Principles-Rechnung, die sich von denen des reinen Grundzustands unterscheiden. Da 2D-Phosphoren- und Stanen-Monoschichten neuartige Eigenschaften aufweisen, wurden Sn- und P-Elemente mit verschiedenen Stöchiometrien verbunden.

In dieser Arbeit haben wir einige Strukturen mit dem PSO-Algorithmus (Particle Swarm Optimization) aufgebaut. Dann haben wir die vier stabilsten Strukturen von 2D Sn_x . herausgegriffen P_y Monoschichten mit unterschiedlichen Koordinationszahlen und untersuchten die elektronischen Eigenschaften auf Basis der Dichtefunktionaltheorie (DFT)-Optimierung. Die berechneten elektronischen Bandstrukturen legen nahe, dass alle stabilen oder metastabilen Monoschichten mit unterschiedlichen Koordinationszahlen Halbleiter mit einer indirekten Bandlücke sind. Noch wichtiger ist die Pmc2₁ -SnP₂ Monolayer ist ein Halbleiter mit direkter Gap und einer endlichen Bandlücke von 0,92 eV im Infrarotlichtbereich. Aber darüber hinaus ist der Pmc2₁ -SnP₂ Struktur ist ein Halbleiter mit direkter Gap, der eine hohe Elektronenbeweglichkeit von ∼ 800 cm ² . besitzt V ⁻¹ s ⁻¹ , die viel höher ist als die von MoS₂ (∼ 200 cm ² V ⁻¹ s ⁻¹ ). Die Monoschicht von P\( \overline{4}{2}_1 \)m-SnP₂ Struktur mit einer einzigartigen Valenzbandstruktur kann aufgrund des „Stoner-Kriteriums“ durch die Lochdotierung von nichtmagnetisch zu ferromagnetisch werden. Die berechneten elektronischen Bandstrukturen legen nahe, dass alle Monoschichten von Sn_x P_y sind Halbleiter mit flexibel abstimmbaren Bandlücken unter der biaxialen Dehnung, die ein Dehnungs-Engineering von vier Bandlückenstrukturen innerhalb fast des gesamten sichtbaren Lichtbereichs ermöglichen.

Rechenmethoden

Um eine gründliche Suche nach der Strukturvielfalt zu gewährleisten, wurden verschiedene x und y die Auswahl von eins bis sechs werden auf Basis des PSO-Algorithmus (Particle-Swarm Optimization) berücksichtigt [26]. Ergebnisse der Suche lieferten die Monolayer-Strukturen relativ konstant nur für y /x 1.

Um die elektronische Struktur von 2D Sn_x . zu studieren P_y Monoschichten mit unterschiedlichen Koordinationszahlen wurden unsere Berechnungen mit der Methode der Plane-Wave-Density-Funktional-Theorie (DFT) [27, 28] durchgeführt, um sie im Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP) [29,30,31] zu realisieren. Durch die Generalized Gradient Approximation (GGA) wird die Austauschkorrelationsenergie in Form von Per-Dew-Burke-Ernzerhof (PBE) [32,33,34,35] und das Elektron-Ionen-Potential durch die Projektionsverstärkung beschrieben Wellenmethode [33]. Die Grenzenergie der ebenen Welle wurde mit 500 eV Energie für Sn_x . gewählt P_y Systeme bzw. Ein ausreichend dichter k-Punkt (9 × 9 × 1) des reziproken Raums wurde in der Brillouin-Zone beprobt. Der Vakuumraum senkrecht zur Ebene zwischen benachbarten Superzellen ist größer als 25 Å, wodurch die Wechselwirkung zwischen Replikationen eliminiert wird. In den zwei aufeinanderfolgenden Berechnungsschritten wird es als 10 ⁵ . festgelegt eV als Energiekonvergenzwert. Bei der geometrischen Optimierung sind die atomaren Kräfte aller Strukturen kleiner als 0,02 eV Å ⁻¹ indem die konjugierte Gradientenmethode verwendet wird, bis die Atome ihre optimale Position erreichen. Darüber hinaus verwenden wir die Superzelle mit 4 × 4 × 1 für die Ab-initio-Molekulardynamik (AIMD)-Berechnung, wenn der Nosé-Algorithmus [36] bei 300 K liegt.

Die Trägermobilität wird hauptsächlich durch akustische Seitenwellenstreuung, optische Seitenwellenstreuung und ionisierte Störstellenstreuung beeinflusst. Da die beiden letzteren nicht so einflussreich sind wie die erste, beinhaltet die von uns berechnete Mobilität die Mobilität unter akustischer Seitenwellenstreuung. Mobilität beeinflusst hauptsächlich zwei Eigenschaften von Transistoren:Zum einen bestimmt die Ladungsträgerkonzentration zusammen die Leitfähigkeit (das Gegenteil des spezifischen Widerstands) des Halbleitermaterials. Zweitens beeinflusst es die Arbeitsfrequenz des Geräts. Die Haupteinschränkung des Frequenzgangs von Bipolartransistoren ist die Zeit für Minoritätsträger, um den Basisbereich zu durchqueren. Mobilität ist ein wichtiger Parameter zur Messung der Leitfähigkeit von 2D-Halbleitermaterialien. Es bestimmt die Leitfähigkeit von Halbleitermaterialien und beeinflusst die Arbeitsgeschwindigkeit von Geräten. Somit wird die Trägermobilität durch die Phononendispersion kontrolliert und kann durch die Deformationspotential-(DP)-Theorie beschrieben werden, die von Bardeen und Shockley [37] vorgeschlagen wird. Die Trägermobilität in 2D-Materialien kann also ausgedrückt werden als [38, 39]

wo e , ℏ und k _B sind die Elektronenladungs-reduzierte Planck- bzw. Boltzmann-Konstante. Und T ist die Temperatur, die auf 300K eingestellt ist. Wo m* ist die effektive Masse, E ₁ die Verformungspotentialkonstante ist und C ^2D ist die Steifigkeit in der Ebene.

Der lineare Effekt des Systems auf das Lichtfeld unter dem kleinen Wellenvektor wird durch den Imaginärteil der komplexen Dielektrizitätskonstante und die dielektrische Funktion bestimmt, die berechnet werden kann durch

wo die ε ₁ (ω ) und ε ₂ (ω ) sind der Realteil der Funktion und der Imaginärteil, ε ₁ (ω ) kann aus dem Imaginärteil ε . abgeleitet werden ₂ (ω ) kann die dielektrische Funktion von Kramer-Kronig ausgedrückt werden [40]. Der Imaginärteil der dielektrischen Funktion kann ausgedrückt werden als

Außerdem ist der Absorptionskoeffizient I (ω ) wurde erhalten von

wo das C ist das Leitungsband, das V ist Valenzbandzustände, Ω ist das Elementarzellenvolumen, m ist die Masse der freien Elektronen, e ist die Ladung freier Elektronen und ω ist die Häufigkeit einfallender Photonen.

Ergebnisse und Diskussion

Stabilität

Zuerst vier 2D Sn_x P_y Monoschichten wurden in Betracht gezogen, um ihre energetischen Stabilitäten zu bestimmen. Die Formationsenergie ist ein Energieparameter in einem thermodynamischen System, der ein Schlüsselpunkt zur Überprüfung der Stabilität des Systems ist. Die relative Stabilität von Sn_x P_y Monoschichten können durch Berechnung der Formationsenergie bestätigt werden und wird berechnet als

wo E ist die Energie einer Verbindung oder eines konstituierenden Elements bei einem bestimmten Druck. N ist die Anzahl der Atome in der Elementarzelle. Die negative Bildungsenergie des berechneten Systems zeigt an, dass die Konfiguration stabil oder metastabil ist [41]. Die berechneten Bildungsenergien von Sn_x P_y Monoschichten sind − 0.235, − 0.223, − 0.159 bzw. − 0.016  eV/Atom (in Tabelle 1 gezeigt). Ein kleinerer Wert bedeutet laut Definition eine höhere Stabilität. Offensichtlich ist P\(\overline{6}\)m2-SnP die stabilste dieser vier Strukturen. Insbesondere die hohe thermische Stabilität von Halbleitermaterialien ist bei der Anwendung elektronischer Geräte besonders wichtig. Hier ist die thermische Stabilität des Sn_x P_y Monoschichten, die mit Hilfe von Ab-initio-Molekulardynamik(AIMD)-Simulationen untersucht wurden. Ausgehend von den Symmetrien der Raumgruppen berechnen wir lediglich die Stabilität von P\( \overline{6} \)m2-SnP für ähnliche Strukturen P\( \overline{6} \)m2-SnP und Pmc2₁ -SnP₂ und Pmc2₁ -SnP₂ für Pmc2₁ -SnP₂ und P\( \overline{4}{2}_1 \)m-SnP₂ Strukturen. Die Ergebnisse zeigen, dass der Durchschnittswert der Gesamtenergie der Struktur nahezu unverändert bleibt und die Struktur nach 1 ps, 3 ps und 5 ps unverändert bleibt, legen nahe, dass Sn_x P_y Monoschichten sind thermisch stabil (in Abbildung S1). Dann berechneten wir Phononendispersionskurven und haben keine imaginären Schwingungsfrequenzen, was bedeutet, dass Strukturen dynamisch stabil sind (in Abbildung S1). In der Literatur wurde über mehrere Methoden zur Synthese von Schichtmaterialien berichtet, darunter mikromechanische Spaltung [2], epitaktisches Wachstum [42], chemische Gasphasenabscheidung [43] und Flüssigablösung [44]. Einige Materialien mit ähnlicher Struktur wurden erfolgreich experimentell hergestellt. Wir haben einige verwandte Berichte gefunden, dass im Experiment nur wenige Schicht-GaSe-Nanoblätter zu einem Hochleistungs-Photodetektor verarbeitet wurden [45]. Darüber hinaus werden die Herstellung, Isolierung und schnelle eindeutige Charakterisierung von großformatigen ultradünnen Schichten von MoS₂ , GaS und GaSe abgeschieden auf SiO₂ /Si-Substrate werden beschrieben [46].

Wie in Abb. 1a, b aufgetragen, weisen die Strukturen von P\(\overline{3}\)m1-SnP eine Struktur ähnlich der hexagonalen P\(\overline{6}\)m2-SnP-Phase auf. Der Pmc2₁ -SnP ₂ trigonalen Phase (Abb. 1c) zeigt, dass die x /y Zusammensetzung wird weiter auf 1/2 erhöht. Das Material einer Struktur ähnlich P\( \overline{4} \)2₁ m-SnP₂ wurde durch theoretische Berechnungen als stabil bewiesen [47]. Außerdem findet eine neue Studie die Struktur von XY₂ (Abb. 1d) ist ein Halbleiter mit indirekter Bandlücke und kann anfällig für elektrische Felder und Spannungen sein. Wir glauben, dass das von uns prognostizierte Material in Zukunft mit der Entwicklung der Technologie eine erfolgreiche Vorbereitung haben wird.

Draufsicht und Seitenansicht der atomaren Strukturen von Sn_x P_y Monoschichten:a P\( \overline{6} \)m2-SnP, b P\( \overline{3} \)m1-SnP, c Pmc2₁ -SnP₂ , und d P\( \overline{4}{2}_1 \)m-SnP₂; das Fermi-Niveau (horizontale gestrichelte Linie) ist auf 0 eV verschoben. Die schweren rosa Kugeln repräsentieren Sn-Atome und die hellrosa Kugeln repräsentieren P-Atome

Elektronische und magnetische Eigenschaften

Die berechneten Bandstrukturen und die partielle Zustandsdichte von Sn_x P_y Monolagen sind in Abb. 2 aufgetragen. Wie Abb. 2a zeigt, ist P6̅m2-SnP ein indirekter Halbleiter mit einer Bandlücke von 1,19 eV. Das Valenzbandmaximum (VBM) in Γ → K-Richtung wird von den hybridisierten Sn-p- und P-p-Orbitalen beigesteuert, während das Leitungsbandminimum (CBM) am K-Punkt von den hybridisierten Sn-s- und P-p-Orbitalen stammt. P\( \overline{3} \)m1-SnP weist ähnliche elektronische Bandstrukturen auf wie das P\( \overline{6} \)m2-SnP-Gegenstück, jedoch mit einer kleineren Bandlücke von 1.21 eV. Die Valenzbanddispersion von P\( \overline{6} \)m2-SnP und P\( \overline{3} \)m1-SnP nahe dem Γ-Punkt und Fermi-Niveau (E _F ) ist angesichts der relativ hohen Zustandsdichte (DOS) und einer van Hove-Singularität um das VBM ziemlich flach. Der Pmc2₁ -SnP₂ weist Halbleitercharakter mit direkter Lücke auf (E _g (direkt) − E _g (indirekt) =6 meV) mit einer Bandlücke von 0,72 eV (siehe Abb. 2c). Seine VBM wird hauptsächlich P-p-Orbitalen zugeschrieben, während seine CBM hauptsächlich von P-p-Orbitalen und Sn-s-Orbitalen beigesteuert wird. Das P\( \overline{4}{2}_1 \)m -SnP₂ ist ein Halbleiter mit indirekter Lücke mit einem E _g von 1,79 eV, und die Banden stammen von ist ähnlich wie in Fig. 2c. Noch wichtiger ist, P\( \overline{4}{2}_1 \)m-SnP₂ Monolayer hat einen ähnlichen Zustand wie in Abb. 2a, b, es entsteht auch ein flachbandiger Dispersionscharakter um die VBM, was zu sehr hohen DOS und einer van Hove-Singularität führt.

Berechnete elektronische Bandstrukturen und partielle Zustandsdichte der VBM und CBM von Sn_x P_y Monoschichten:a P\( \overline{6} \)m2-SnP, b P\( \overline{3} \)m1-SnP, c Pmc2₁ -SnP₂ , und d P\( \overline{4}{2}_1 \)m-SnP₂

Nach dem Stoner-Kriterium tritt spontaner Ferromagnetismus auf, wenn die kinetische Energie kleiner ist als die Austauschaufspaltungsenergie, das heißt, wenn die DOS bei E _F ist hoch genug. Abbildung 2d zeigt die sehr hohe DOS um das VBM herum; das P\( \overline{4}{2}_1 \)m-SnP₂ kann das Stoner-Kriterium erfüllen, wenn sein E _F in eine Position mit hoher DOS-Durchgangslochdotierung verschoben wird. Wie in 3a gezeigt, kann die Lochdotierung magnetische Momente bei geeigneten Dotierungskonzentrationen einführen. Das Berechnungsergebnis legt erwartungsgemäß nahe, dass P\( \overline{4}{2}_1 \)m-SnP₂ über die kritische Lochdichte hinaus in einen ferromagnetischen Grundzustand überführt werden. Darunter die Lochdichte n _h kann ausgedrückt werden als n _h =m _h /S _Zelle , wobei S _Zelle und m _h sind die Fläche der primitiven Zelle und die Anzahl der Löcher, die in die primitive Zelle eingeführt wurden. Die Injektion des Lochs in die Monoschicht P\( \overline{4}{2}_1 \)m-SnP₂ führt tatsächlich zu Ferromagnetismus. Das magnetische Moment weist einen steilen Peak-ähnlichen Zusammenhang mit der Lochdichte auf. Da durch Lochdotierung im System ein nennenswertes Spinmoment induziert wird, hat sich die Energiebandstruktur um das Fermi-Niveau aufgrund der Spinaufspaltung stark verändert. Insbesondere die spinpolarisierte Bandstruktur (in Abb. 3b gezeigt) von P\(\overline{4}{2}_1\)m-SnP₂ bei 7,2 × 10 ¹⁴ cm ⁻² zeigt, dass die Monoschicht ein perfektes Halbmetall wird. Wir sagen also voraus, dass der stabile FM-Zustand mit halber Metallizität im P\( \overline{4}{2}_1 \)m-SnP₂ . realisiert werden kann einschichtig.

Ferromagnetismus in P\(\overline{4}{2}_1\)m-SnP₂ Monoschicht. (a ) Spinmomente vs. Lochdichte n _h . b Berechnete Valenzbandstruktur von P\(\overline{4}{2}_1\)m-SnP₂ um n _h =7,2 × 10 ¹⁴ cm ⁻² . Die Spin-Up- und Spin-Down-Banden sind blau bzw. rot dargestellt. Das Fermi-Niveau ist auf 0 eV

Elastische Anisotropie und Trägermobilität von Monoschichten

Die Spannungseffekte auf die elektronischen Eigenschaften der 2D-Monoschichten Sn_x P_y Auch Strukturen sind interessant. Abbildung 4a zeigt die Variation der Energielücke unter biaxialer Dehnung ε . Die Energielücke von Sn_x P_y Monolagen wird nach einigen Regeln deutlich moduliert. Zum Beispiel verringert sich die Energielücke von P\(\overline{6}\)m2-SnP von 1,19 auf 0,52 eV mit zunehmender Zugdehnung bis auf ε =8%, zuerst steigend von 1,12 auf 1,36 eV für ε 2%, dann abnehmend von 1,36 auf 0,51 eV. Da die a und b des Gitterparameters von Pmc2₁ -SnP₂ Struktur sind unterschiedlich, die Änderungen der elektronischen Eigenschaften sind entlang der x . unterschiedlich -Achse und y -Achse [48], wie in Abb. 4b gezeigt. Es ist offensichtlich, dass bei einachsiger Dehnung in verschiedene Richtungen die Änderung der x Richtung unterscheidet sich von der Änderung im y Richtung. Unter Berücksichtigung des Bereichs der Energielücken mit der Dehnung ε , deckt der Bereich der abstimmbaren Bandlücke durch Dehnung in der Ebene basierend auf der First-Principles-Berechnung fast den gesamten sichtbaren Lichtbereich ab.

Dehnungsabhängige elektronische Eigenschaften von Strukturen:(1) P\( \overline{6} \)m2-SnP, (2) P\( \overline{3} \)m1-SnP, (3) Pmc2₁ -SnP₂ , und (4) P\( \overline{4}{2}_1 \)m-SnP₂ . b Einachsige dehnungsabhängige elektronische Eigenschaften von Pmc2₁ -SnP₂ . c Energie des Pmc2₁ -SnP₂ Monolayer vs. uniaxiale Färbung

Außerdem haben wir auch den Einfluss einachsiger Spannungen untersucht, wie in Abb. 4c gezeigt. Die Steifigkeit in der Ebene C ^2D (C ^2D =[∂ ² E /∂δ ² ]/S ₀ , wobei S ₀ ist die Fläche von 2D Pmc2₁ -SnP₂ Monolayer) kann durch Anpassen der Parabel erhalten werden. Interessanterweise ist die Steifigkeit in der Ebene C ^2D zeigt eine extrem offensichtliche elastische Anisotropie entlang a und b Richtungen werden mit 12,1 bzw. 105,6 N/m berechnet. Weil der Pmc2₁ -SnP₂ weist einen Halbleitercharakter mit direkter Lücke auf, die effektiven Massen (m ^∗ =ℏ ² (∂ ² E /∂K ² ) ⁻¹ ) von Elektronen (m _e ist |m ^* _e |) und Löcher (m _h ist |m ^* _h |) assoziiert mit dem (quasi) direkten halbleitenden Pmc2₁ -SnP₂ Monolayer werden ebenfalls berechnet. Die effektiven Massen sind aufgelistet (Tabelle 2). Am interessantesten ist die effektive Masse der Elektronen im k _b Richtung (0.15 me) ist viel kleiner als die im k _a Richtung (1,31 me), was die leichte Drift von Elektronen im k _b Richtung. Ein weiterer wichtiger Parameter ist die DP-Konstante E ₁ (E ₁ =dE _Kante /dδ ) für Elektronen entlang a und b Richtungen werden mit 5,36 bzw. 11,57 eV berechnet. Überraschenderweise kann der berechnete Träger erreicht werden ~ 800 cm ² V ⁻¹ s ⁻¹ im k _b Richtung. Zum Vergleich:Die Trägermobilität des MoS₂ Monolayer ist ∼ 200 cm ² V ⁻¹ s ⁻¹ in Experimenten [8]. Die Mobilität des Mobilfunkanbieters beträgt jedoch nur etwa ∼ 8 cm ² V ⁻¹ s ⁻¹ im k _a Richtung. Daher ist die in dieser Studie gefundene hohe Ladungsträgermobilität von großer Bedeutung für die Untersuchung des Elektronentransports.

Optische Eigenschaft

Die photoelektrischen Eigenschaften photoelektronischer Materialien sind durch dielektrische Funktion, Photoleitfähigkeit und Absorptionskoeffizient gekennzeichnet. Die Imaginärteile der dielektrischen Funktion sind in Fig. 5a dargestellt. Beachten Sie, dass Pmc2₁ -SnP₂ Monoschicht zeigt eine Absorption beginnend bei ∼ 0,70 eV, und es erscheinen drei Hauptabsorptionspeaks bei ∼ 0,9, ~ 3,2 und ∼ 4,0 eV. Wie in Fig. 5b dargestellt, zeigt es die Extinktion in allen drei Richtungen im sichtbaren Bereich und im ultravioletten Bereich für die Monoschicht Pmc2₁ -SnP₂ . Also, Pmc2₁ -SnP₂ Monoschichtmaterialien könnten für atomar dünne sonnenblinde Photodetektoren verwendet werden, z. B. zur effizienten Detektion von Flammen.

a Berechnete dielektrische Funktionen versus Energie für Pmc2₁ -SnP₂ entlang unterschiedlicher Lichteinfallsrichtungen. b Berechneter imaginärer Absorptionskoeffizient

Schlussfolgerungen

Zusammenfassend haben wir basierend auf den PSO-Algorithmen in Kombination mit First-Principles-Berechnungen mehrere 2D-Sn_x . identifiziert P_y Monoschichten mit den Verhältnissen von x /y =1:1 und 1:2. Überraschenderweise besitzen diese neuartigen Monoschichten auch besondere elektronische und magnetische Eigenschaften:die Monoschicht von P\( \overline{4}{2}_1 \)m-SnP₂ Struktur mit einzigartiger Valenzbandstruktur kann aufgrund des „Stoner-Kriteriums“ durch die Lochdotierung von nichtmagnetisch zu ferromagnetisch werden; die Pmc2₁ -SnP₂ Struktur ist ein Halbleiter mit direkter Gap und elastischer Anisotropie in der Ebene V ⁻¹ s ⁻¹ entlang der k _b Richtung, die viel höher ist als die von MoS₂ (∼ 200 cm ² V ⁻¹ s ⁻¹ ). Der optische Absorptionspeak des Materials liegt im ultravioletten Bereich. Diese Entdeckungen erweitern die potenziellen Anwendungen des aufstrebenden Gebiets von 2D-Sn_x P_y Strukturen in der Nanoelektronik. Diese wünschenswerten Eigenschaften des multifunktionalen Sn_x P_y Monoschichten bieten vielversprechende großartige Anwendungen in der Elektronik und Optoelektronik.

Verfügbarkeit von Daten und Materialien

Sie sind alle im Haupttext und in den Abbildungen enthalten.