近日,我院仲崇贵教授课题组在应变调控多铁材料光学和输运性能的理论研究方面取得新进展。相关研究成果以《Strain tunable high absorptivity and carrier mobility in two-dimensional multiferroic Cr2SOCl2 monolayer(二维多铁单层Cr2SOCl2中可调的高吸收率与载流子迁移率)》为题发表在自然指数期刊《Applied Physics Letters》(《应用物理快报》)上,仲崇贵教授和傅怀梁教授为共同通讯作者,我院2021级物理学硕士生李晓磊为该论文第一作者,南通大学物理科学与技术学院为第一单位。
由于独特的层状结构,部分二维材料具有高电子迁移率、大开关比和优异的光电性质等特点,使其在光伏器件和光电子器件方面有巨大的应用潜力。同时,铁电光伏材料的兴起引发了人们进一步研究铁电材料光电性能的兴趣。铁电材料的非对称结构诱导本征电偶极,可以有效抑制载流子的复合(即体光伏效应),使得铁电光伏材料优于传统光伏材料。该课题组通过将单层CrOCl的部分O原子替换为S原子,设计了一种类Janus结构的Cr2SOCl2单层,并基于第一性原理系统研究了其稳定性、电子结构、铁磁性、铁电性以及应变调控的光学和输运性质。研究表明O和S原子电负性的差异导致Cr2SOCl2单层中电荷的重新分布,这种电荷重分配驱动了Cr2SOCl2单层面内的自发极化和面外的铁电极化。此外,面内的单轴应变对其光学和输运性质有着显著的调节作用。应变下(εy=12%)的单层Cr2SOCl2在自旋电子学、光电子学、铁电光伏等领域具有广阔的应用前景。
《Applied Physics Letters》创刊于1962年,由美国物理联合会(AIP)出版发行,是应用物理领域国际上最有影响的期刊之一。其主要发表包括材料科学、光学、能源、纳米技术等多个研究方向原创性强、极为重要的研究成果,现在中科院分区为物理学二区,自然指数(Nature Index)期刊,影响因子为4.0。
(李晓磊)
相关链接:https://doi.org/10.1063/5.0205604