基于第一性原理的掺杂单层WS_2的光电效应

作者：袁秋明; 陈妍; 徐中辉^*; 罗兵; 陈圳

来源：人工晶体学报, 2021, 50(03): 497-503.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2021.03.015

• 第一性原理
• 掺杂
• WS_2
• 光电效应
• 偏振灵敏度
• 空间反演对称性

基于非平衡态格林函数-密度泛函理论,采用第一性原理方法,计算了VA族元素(N、P、As或Sb)掺杂单层WS2的光电效应,并解释了掺杂提高光电效应的微观机理。结果表明:在线性极化光照射下,单层WS2中可以产生光电流。由于掺杂降低了单层WS2的空间反演对称性,导致N、P、As或Sb分别掺杂的单层WS2的光照中心区产生的光电流明显提升。其中N掺杂的效果最好,掺杂后的单层WS2在光子能量3.1 eV时获得最大光电流(1.75),并且偏振灵敏度达到最大(18.1),P、As、Sb分别掺杂的单层WS2在光子能量3.9 eV时取得较大的光电流,并且有较高的偏振灵敏度。研究结果表明通过掺杂能够有效增强光电效应,获得更高的偏振灵敏度,揭示了掺杂单层WS2在光电子器件领域潜在的应用前景。

• 单位
  江西理工大学; 自动化学院