平面应变对二维单层MoSi2N4能带结构和光电性质的影响

O471; 二维单层MoSi2N4具有优异的载流子输运能力与出色的化学稳定性,受到了广泛关注,但其光电性质与外加平面应变间的内在关系尚未展开深入探讨.本研究采用平面波超软赝势方法探索了平面应变对二维单层MoSi2N4能带结构和光电性质的影响,发现单层MoSi2N4为间接带隙半导体,其价带顶由Mo4d轨道和部分N2p轨道杂化而成,导带底则均由Mo4d轨道组成.在拉应变作用下,单层MoSi2N4的带隙逐渐变窄且光生载流子的有效质量不断减小;在压应变作用下,其带隙逐渐变宽,光生载流子的有效质量缓慢增大.值得注意的是,当压应变 ε=-2.8％时,体系由间接带隙转变为直接带隙.单层MoSi2N4的光学吸收表现出明显的各向异性,且在平面应变作用下光吸收带边发生了不同程度的移动,有效地拓展了体系的光谱响应范围,有利于提升光电特性.这可为进一步研究二维单层MoSi2N4在新型可调谐纳米光电器件领域的应用提供理论指导.