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摘要
通过应变调控二维材料的电学性质和光学性质是设计新型二维电子和光电子器件的重要环节,也是后摩尔时代薄膜器件设计中的关键技术.薄膜CrI3具有铁磁和层间反铁磁的独特性质,但是关于应变调制其电学性质和光学性质的研究未见报道.本文采用高精度杂化密度泛函理论研究了面内单双轴应变对单层CrI3载流子迁移率和介电函数的调控规律,研究结果与已有的实验和理论值符合较好.计算发现:单层CrI3载流子迁移率非常小,均在10 cm2·V-1·s-1以内;与拉伸应变相比,双轴压缩应变可以显著提升迁移率;当双轴压缩应变量增至8%时,沿锯齿方向电子迁移率增至174 cm2·V-1·s-1,达到了MoS2水平.可见光区介电函数虚部x (y)方向Ⅰ号吸收峰强度随双轴拉伸应变量增加明显增强,而z方向几乎没有变化;可见光区x (y)和z方向的介电函数虚部曲线开始攀升的起点对应的光子能量均随双轴压缩应变量增加明显减小,且所有吸收峰呈现明显的红移.结果表明,应变可以明显提升单层CrI3的电荷输运性能和可见光区的光学性能.
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