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单层SnS的光电效应及应变工程的第一性原理研究
1
作者 徐中辉 许晟源 +1 位作者 刘川川 刘国港 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第4期676-683,共8页
光电探测器在工业制造和军事国防等各领域用途广泛。近年来,研究者在寻找一种兼具极化灵敏度高与光响应强的特点的光电探测器。在可见光范围内,SnS是一种制作具有各向异性光电探测器的半导体材料。本文基于第一性原理,采用非平衡态格林... 光电探测器在工业制造和军事国防等各领域用途广泛。近年来,研究者在寻找一种兼具极化灵敏度高与光响应强的特点的光电探测器。在可见光范围内,SnS是一种制作具有各向异性光电探测器的半导体材料。本文基于第一性原理,采用非平衡态格林函数(NEGF)与密度泛函理论(DFT)结合的方法对单层SnS两个器件方向(Armchair和Zigzag)的光电性质进行理论计算。研究发现,在零偏压下,两个方向的光电流数值均较小,通过加偏压的方法可以获得稳定的光电流。计算了小偏压0.1~1.0 V(间隔0.1 V)、线性偏振光照射下最大光响应随光子能量的变化,发现单层SnS在光子能量为2.4与3.2 V时最大光响应数值较大且十分稳定,并结合能带图和态密度图分析了光响应产生的微观机制。本文通过计算消光比,发现单层SnS具有极强的偏振灵敏度。最后,通过施加双轴应变的方法,器件的不对称性显著增加,极大增强器件在零偏压下的光电流,其中压缩应力数值为-6%时对光电流的提升十分明显。希望以上结果能为单层SnS设计用于光电探测器提供理论参考。 展开更多
关键词 单层sns 光电探测器 第一性原理 最大光响应 偏振灵敏度 应变工程
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单层SnS场效应晶体管的第一性原理研究
2
作者 郭颖 潘峰 +2 位作者 姚彬彬 孟豪 吕劲 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期266-276,共11页
基于硅基材料的逻辑器件由于其短沟道效应,使摩尔定律失效,二维半导体材料被认为是继续缩小晶体管尺寸以生产更多摩尔电子器件的潜在沟道材料.最近在实验上突破了技术瓶颈的限制,实现了二维场效应晶体管突破亚1 nm沟道极限,并且表现出... 基于硅基材料的逻辑器件由于其短沟道效应,使摩尔定律失效,二维半导体材料被认为是继续缩小晶体管尺寸以生产更多摩尔电子器件的潜在沟道材料.最近在实验上突破了技术瓶颈的限制,实现了二维场效应晶体管突破亚1 nm沟道极限,并且表现出优异的器件性能.这极大地鼓舞了在理论上进一步探索二维器件的性能.二维SnS具有较高的载流子迁移率和各向异性的电子性能,且材料性能环境稳定.本文应用第一性原理研究了亚5 nm SnS场效应晶体管的量子输运特性,鉴于SnS的各向异性,本文将器件沿单层SnS的armchair和zigzag两个方向进行构造,发现p型zigzag方向的器件性能优于其他类型(包括n型、p型的armchair方向和n型的zigzag方向).p型zigzag方向器件的开态电流在栅长缩短到1 nm也能满足国际半导体技术路线图的高性能(HP)器件要求,其值高达1934μA/μm.这在目前报道的1 nm栅长上的器件材料性能方面处于领先. 展开更多
关键词 量子输运模拟 单层sns 亚5nm场效应管 开态电流
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