Influence of Electron Confinement Effects on the Band Gap of Almost Monatomic EuS2 Layers

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Europium disulfide is a layered semiconductor with a quasi-ionic bond type. Previously, it has been demonstrated that almost monatomic films can be formed from this material by mechanical splitting. In this work, the most energetically favorable structure of monatomic films is established using ab initio calculations, and the behavior of the band gap depending on the number of monolayers in the film is studied. To establish the role of nonlocal corrections and corrections associated with the spin–orbit interaction, the calculation results are compared with the position of the direct fundamental absorption edge of bulk crystals estimated from the experimental hot photoluminescence and microreflection spectra. It is found that the indirect character of the band gap is also retained in thin films. The confinement effects (dimensional localization of electrons) cause inhomogeneous broadening of the band gap over the Brillouin zone. The gap width almost does not change between the bulk material and its films at the edges of the Brillouin zone, and a significant change occurs only in the center of the Brillouin zone. A singularity in the density of states caused by the equalization of the energies for the D and E0 points of the Brillouin zone is predicted in EuS2 films about 10 ML thick.

作者简介

E. Ekimov

Institute for High Pressure Physics, Russian Academy of Sciences

Email: mkondrin@hppi.troitsk.ru
108840, Troitsk, Russia

S. Nikolaev

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: mkondrin@hppi.troitsk.ru
119991, Moscow, Russia

M. Kondrin

Institute for High Pressure Physics, Russian Academy of Sciences

Email: mkondrin@hppi.troitsk.ru
108840, Troitsk, Russia

V. Krivobok

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences;Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

编辑信件的主要联系方式.
Email: kolob7040@gmail.com
119991, Moscow, Russia; 141701, Dolgoprudnyi, Moscow region, Russia

参考

  1. A. Splendiani, L. Sun, Y. Zhang, T. Li, J. Kim, C.-Y. Chim, G. Galli, and F. Wang, Nano Lett. 10, 1271 (2010).
  2. B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacometti, and A. Kis, Nat. Nanotechnol. 6, 147 (2011).
  3. O. Lopez-Sanchez, D. Lembke, M. Kayci, A. Radenovic, and A. Kis, Nat. Nanotechnol. 8, 497 (2013).
  4. Л. А. Чернозатонский, А. А. Артюх, Успехи физических наук 188, 3 (2018).
  5. М. М. Глазов, Е. Л. Ивченко, Письма в ЖЭТФ 113, 10 (2021).
  6. М. М. Махмудиан, А. В. Чаплик, Письма в ЖЭТФ 114, 620 (2021).
  7. V. S. Krivobok, E. A. Ekimov, M. V. Kondrin, S. N. Nikolaev, M. A. Chernopitssky, A. A. Deeva, D. A. Litvinov, and I. I. Minaev, Phys. Rev. Materials 6, 094605 (2022).
  8. K. S. Novoselov, A. Mishchenko, A. Carvalho, and A. H. C.Neto, Science 353, aac9439 (2016).
  9. G. V. Samsonov and S. V. Radzikovskaya, Russ. Chem. Rev. 30, 28 (1961).
  10. A. Eliseev, V. Tolstova, and G. Kuzmicheva, Russ. J. Inorg. Chem. 23, 3171 (1978).
  11. A. Eliseev and O. Sadovskaya, Inorganic Materials 13, 1394 (1977).
  12. G. Kuzmicheva, Russ. J. Inorg. Chem. 39, 412 (1994).
  13. C. J. Mu¨ller, U. Schwarz, and T. Doert, Zeitschrift fu¨r anorganische und allgemeine Chemie 638, 2477 (2012).
  14. C. Bartsch, E. Ahrens, and T. Doert, Zeitschrift fu¨r anorganische und allgemeine Chemie 638, 2491 (2012).
  15. C. J. Mu¨ller, T. Doert, and U. Schwarz, Zeitschrift fu¨r Kristallographie 226, 646 (2011).
  16. C. J. Mu¨ller, U. Schwarz, P. Schmidt, W. Schnelle, and T. Doert, Zeitschrift fu¨r anorganische und allgemeine Chemie 636, 947 (2010).
  17. P. B¨ottcher, T. Doert, H. Arnold, and R. Tamazyan, Zeitschrift fu¨r Kristallographie - Crystalline Materials 215, 246 (2000).
  18. R. Tamazyan, H. Arnold, V. Molchanov, G. Kuzmicheva, and I. Vasileva, Zeitschrift fu¨r Kristallographie - Crystalline Materials 215, 346 (2000).
  19. R. Tamazyan, H. Arnold, V. Molchanov, G. Kuzmicheva, and I. Vasileva, Zeitschrift fu¨r Kristallographie - Crystalline Materials 215, 272 (2000).
  20. Y. Yanagisawa and S. Kume, Mater. Res. Bull. 21, 379 (1986).
  21. S. Benazeth, M. Guittard, and J. Flahaut, J. Solid State Chem. 37, 44 (1981).
  22. Y. Yanagisawa, F. Kanamaru, and S. Kume, Acta Crystallographica Section B 35, 137 (1979).
  23. J. Dugu'e, D. Carr'e, and M. Guittard, Acta Crystallographica Section B 34, 403 (1978).
  24. S. Smoes, J. Drowart, and J. Welter, Thermodynamic study of the vaporization of europium sul de by the mass spectrometric knudsen cell method, in Advances in mass spectrometry. Proceedings of the 7th international mass spectrometry conference held at Florence 30 August to 3 September 1976, Heyden for the Institute of Petroleum, London (1978), p. 622.
  25. Y. Yanagisawa and S. Kume, Mater. Res. Bull. 8, 1241 (1973).
  26. A. W. Webb and H. T. Hall, Inorg. Chem. 9, 1084 (1970).
  27. B. Kolesov and I. Vasilyeva, Mater. Res. Bull. 27, 775 (1992).
  28. E. A. Ekimov, S. N. Nikolaev, A. G. Ivanova, V. A. Sidorov, A. A. Shiryaev, I. I. Usmanov, A. L. Vasiliev, V. V. Artemov, M. V. Kondrin, M. A. Chernopitsskiy, and V. S. Krivobok, CrystEngComm 25, 2966 (2023).
  29. P. Giannozzi, O. Andreussi, T. Brumme et al. (Collaboration), J. Phys. Condens. Matter 29, 465901 (2017).
  30. S. Nikolaev, M. Chernopitssky, V. Bagaev, V. Krivobok, E. Onishchenko, K. Savin, A. Y. Klokov, S. Chentsov, and V. Martovitskiy, J. Lumin. 231, 117812 (2021).
  31. В. П. Жуков, Н. И. Медведева, И. Г. Васильева, В. А. Губанов, Физика твердого тела 32(12), 3676 (1990).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».