Отправить статью по E-mail 
Влияние эффектов электронного конфайнмента на ширину запрещенной зоны почти моноатомных слоев EuS2
- Авторы: Екимов Е.А.1, Николаев С.Н.2, Кондрин М.В.1, Кривобок В.С.2,3
-
Учреждения:
- Институт физики высоких давлений им. Л. Ф. Верещагина РАН
- Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН
- Московский физико-технический институт
- Выпуск: Том 118, № 3-4 (8) (2023)
- Страницы: 263-269
- Раздел: Статьи
- URL: https://journal-vniispk.ru/0370-274X/article/view/141954
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567823160073
- EDN: https://elibrary.ru/IUGKYA
- ID: 141954
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Дисульфид европия является слоистым полупроводником с квази-ионным типом связи. Ранее было продемонстрировано, что механическим расщеплением из этого материала можно создавать почти моноатомные пленки. В данной работе с помощью первопринципных расчетов установлена энергетически наиболее выгодная структура моноатомных пленок и исследовано поведение запрещенной зоны в зависимости от количества монослоев в пленке. Для установления роли нелокальных поправок и поправок, связанных со спин-орбитальным взаимодействием, результаты расчетов сравнивались с экспериментальной оценкой положения прямого края фундаментального поглощения объемных кристаллов по спектрам горячей фотолюминесценции и микроотражения. Установлено, что непрямой характер запрещенной зоны сохраняется и в тонких пленках. При этом оказалось, что эффекты конфайнмента (размерной локализации электронов) вызывают неоднородное уширение запрещенной зоны по объему зоны Бриллюэна. На границах зоны Бриллюэна ширина щели практически не меняется между объемным материалом и его пленками, а значительное изменение происходит только в центре зоны Бриллюэна. В пленках EuS2 толщиной порядка 10 моноатомных слоев предсказана сингулярность плотности состояний, вызванная выравниванием энергии для D и E0 точек зоны Бриллюэна.
Об авторах
Е. А. Екимов
Институт физики высоких давлений им. Л. Ф. Верещагина РАН
Email: mkondrin@hppi.troitsk.ru
108840, Троицк, Россия
С. Н. Николаев
Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН
Email: mkondrin@hppi.troitsk.ru
119991, Москва, Россия
М. В. Кондрин
Институт физики высоких давлений им. Л. Ф. Верещагина РАН
Email: mkondrin@hppi.troitsk.ru
108840, Троицк, Россия
В. С. Кривобок
Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН;Московский физико-технический институт
Автор, ответственный за переписку.
Email: kolob7040@gmail.com
119991, Москва, Россия; 141701, Долгопрудный, Московская область, Россия
Список литературы
- A. Splendiani, L. Sun, Y. Zhang, T. Li, J. Kim, C.-Y. Chim, G. Galli, and F. Wang, Nano Lett. 10, 1271 (2010).
- B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacometti, and A. Kis, Nat. Nanotechnol. 6, 147 (2011).
- O. Lopez-Sanchez, D. Lembke, M. Kayci, A. Radenovic, and A. Kis, Nat. Nanotechnol. 8, 497 (2013).
- Л. А. Чернозатонский, А. А. Артюх, Успехи физических наук 188, 3 (2018).
- М. М. Глазов, Е. Л. Ивченко, Письма в ЖЭТФ 113, 10 (2021).
- М. М. Махмудиан, А. В. Чаплик, Письма в ЖЭТФ 114, 620 (2021).
- 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).
- K. S. Novoselov, A. Mishchenko, A. Carvalho, and A. H. C.Neto, Science 353, aac9439 (2016).
- G. V. Samsonov and S. V. Radzikovskaya, Russ. Chem. Rev. 30, 28 (1961).
- A. Eliseev, V. Tolstova, and G. Kuzmicheva, Russ. J. Inorg. Chem. 23, 3171 (1978).
- A. Eliseev and O. Sadovskaya, Inorganic Materials 13, 1394 (1977).
- G. Kuzmicheva, Russ. J. Inorg. Chem. 39, 412 (1994).
- C. J. Mu¨ller, U. Schwarz, and T. Doert, Zeitschrift fu¨r anorganische und allgemeine Chemie 638, 2477 (2012).
- C. Bartsch, E. Ahrens, and T. Doert, Zeitschrift fu¨r anorganische und allgemeine Chemie 638, 2491 (2012).
- C. J. Mu¨ller, T. Doert, and U. Schwarz, Zeitschrift fu¨r Kristallographie 226, 646 (2011).
- C. J. Mu¨ller, U. Schwarz, P. Schmidt, W. Schnelle, and T. Doert, Zeitschrift fu¨r anorganische und allgemeine Chemie 636, 947 (2010).
- P. B¨ottcher, T. Doert, H. Arnold, and R. Tamazyan, Zeitschrift fu¨r Kristallographie - Crystalline Materials 215, 246 (2000).
- R. Tamazyan, H. Arnold, V. Molchanov, G. Kuzmicheva, and I. Vasileva, Zeitschrift fu¨r Kristallographie - Crystalline Materials 215, 346 (2000).
- R. Tamazyan, H. Arnold, V. Molchanov, G. Kuzmicheva, and I. Vasileva, Zeitschrift fu¨r Kristallographie - Crystalline Materials 215, 272 (2000).
- Y. Yanagisawa and S. Kume, Mater. Res. Bull. 21, 379 (1986).
- S. Benazeth, M. Guittard, and J. Flahaut, J. Solid State Chem. 37, 44 (1981).
- Y. Yanagisawa, F. Kanamaru, and S. Kume, Acta Crystallographica Section B 35, 137 (1979).
- J. Dugu'e, D. Carr'e, and M. Guittard, Acta Crystallographica Section B 34, 403 (1978).
- 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.
- Y. Yanagisawa and S. Kume, Mater. Res. Bull. 8, 1241 (1973).
- A. W. Webb and H. T. Hall, Inorg. Chem. 9, 1084 (1970).
- B. Kolesov and I. Vasilyeva, Mater. Res. Bull. 27, 775 (1992).
- 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).
- P. Giannozzi, O. Andreussi, T. Brumme et al. (Collaboration), J. Phys. Condens. Matter 29, 465901 (2017).
- 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).
- В. П. Жуков, Н. И. Медведева, И. Г. Васильева, В. А. Губанов, Физика твердого тела 32(12), 3676 (1990).
Дополнительные файлы
