我院教师张婧在应变调控异质结构及其电子和光学性能调控方面取得新进展,相关研究成果以“Enhanced light absorption and electronic properties of Janus MoSSe/antimonene van der Waals heterobilayer via strain”为题发表于Physica B: Condensed Matter。该研究由量子信息技术交叉学科研究院量子材料理论与实验团队教师张婧担任第一作者,杨峰院长为第一通讯作者。
二维材料范德华异质结快速发展,通过可控手段精确调控异质界面的电子结构及光生载流子,已成为实现新一代高性能光电器件的关键问题。传统二维异质结虽能实现电荷分离,但其内建电场往往固定且难以调控,限制了光电转换效率的进一步提升。
该研究将Janus MoSSe与拓扑绝缘体材料锑烯(Sb)构建范德华异质结,通过第一性原理计算探究其界面电子特性、光响应行为及其在外场应变下的调控机理。研究表明,MoSSe的两种界面与锑烯接触时表现出截然不同的界面特性。该异质结呈现典型的II型能带排列,其固有的内建电场可有效促进光生电子-空穴对的分离。施加外部双轴应变可显著调控异质结的内建电场强度与方向,从而实现对能带结构、载流子迁移率及光吸收能力的调控,为其在高效太阳能转换、光电探测及低维光电器件等领域的应用提供了理论基础。
这一成果是量子信息技术交叉学科研究院在材料电子及光学性能的第一性原理计算领域取得的又一重要突破。该工作依托吉林工程技术师范学院高性能计算中心提供的算力支持,并获得了吉林省科技厅项目的资助。未来,研究院将持续深化跨学科协同创新,聚焦量子材料的前沿探索,致力于在电子结构计算与功能设计等基础科学与前沿技术的融合中产出更多高水平成果。
初审 | 杨璐赫
复审 | 张文颖
终审 | 杨 峰