铁电极化翻转对硅烯异质结中电子性质的调控

作者：丁俊^*; 文黎巍; 李瑞雪; 张英^*

来源：Acta Physica Sinica, 2022, 71(17): 343-349.

• 硅烯
• 铁电性质
• 异质结
• 能谷霍尔效应

硅烯是硅原子蜂窝状排列构成的二维材料,由于其层内硅原子不在同一平面上而易受到电场等调控,近年来成为理论和实验研究的一个热点.借助于第一性原理计算方法,详细研究了硅烯和二维铁电材料In2S3单层材料异质结的堆垛形式和电子结构.计算结果表明,硅烯和In2S3可以形成稳定的异质结,In2S3衬底的自发铁电极化对硅烯能带有显著调控作用.铁电极化方向向上时,自发极化电场和衬底的共同作用在狄拉克点打开能隙,K和K’点贝利曲率符号相反,对应能谷霍尔效应态.铁电极化方向向下时,硅烯和In2S3之间间距变小,费米能级有能带穿过,对应金属态.研究结果对铁电调控硅烯二维异质结提供参考,为硅烯异质结在信息存储领域的应用指明方向.

• 单位
  北京师范大学; 河南工程学院