Nghiên cứu Ảnh hưởng của biến dạng lên tính chất điện tử và quang học của vật liệu hai chiều Janus HfSeO cho thấy 2D Janus HfSeO có năng lượng vùng cấm gián tiếp, có giá trị gần 2.12 eV. Cấu trúc 1T của HfSeO có độ bền cơ học, ít giòn với mô đun Young bằng 117.365 N/m. Hệ số Poisson cao 0.256, giúp đơn lớp HfSeO phản ứng tốt dưới tác dụng của biến dạng nén. Mời các bạn cùng tham khảo!
Ảnh hưởng Biến dạng lên tính chất Điện tử Quang học vật liệu hai chiều Janus HfSeO Võ Duy Đạt1, Võ Văn Ơn1*, Cao Thị Thu Hương2, Lâm Tấn Phát3 Nhóm Vật Lý Tính Tốn Mô Phỏng Vật Liệu Tiên Tiến, Viện Phát Triển Ứng Dụng, Trường Đại học Thủ Dầu Một Bộ Môn Hóa Học, Trường THPT Chun Tiền Giang Bộ Mơn vật lý, Trường THPT Chuyên Tiền Giang * Corresponding author Email address: onvv@tdmu.edu.vn, voduydat@tdmu.edu.vn, caothithuhuongch@gmail.com, lamtanphat1802@gmail.com Tóm tắt Vật liệu hai chiều bất đối xứng HfSeO nghiên cứu phương pháp tính tốn từ định luật ban đầu, sử dụng giả PBE, HSE06 phương pháp bán thực nghiệm DFT-D3 Kết nghiên cứu cho thấy 2D Janus HfSeO có lượng vùng cấm gián tiếp, có giá trị gần 2.12 eV Cấu trúc 1T HfSeO có độ bền học, giịn với mơ đun Young 117.365 N/m Hệ số Poisson cao 0.256, giúp đơn lớp HfSeO phản ứng tốt tác dụng biến dạng nén Đồng thời cấu trúc điện tử bề mặt bất đối xứng giúp cho tính chất quang học HfSeO tăng cao tác dụng nén Giúp khả hấp thu ánh sáng cao hơn, mở rộng vùng hấp thu khu vực hồng ngoại, đồng thời nâng cao tỷ lệ hấp thu khu vực cực tím Ngồi ra, độ linh động điện tích HfSeO dự đốn tăng Trong biến dạng kéo dãn làm tăng lượng vùng cấm, giảm độ linh động điện tích khả hấp thu ánh sáng Abstract The properties of 2D asymmetric HfSeO were investigated by applying first-principles calculations, where the two pseudopotentials PBE, and HSE06 were used together with the semiempirical method DFT-D3 The calculation shows that the 2D Janus HfSeO has an indirect band gap of about 2.12 eV The 1T geometry of HfSeO with a Young’s modulus of 117.365 N/m is dynamically stable, and it is less brittle in comparison to the HfS2 monolayer The slightly high Poisson’s ratio of 0.256 causes HfSeO to better respond to the compressive strains At the same time, the asymmetric surface electronic structure results in the significant enhancement of optical properties under compression For details, the absorption rate α(ω) of compressed HfSeO is higher in both infrared, visible, and ultra-violet regions, while the intensity of α(ω) is also increased Moreover, the charge carrier mobility is also expected to increase Meanwhile, the tensile strains tend to enlarge the band gap, the charge carrier mobility, and optical properties are degraded 41 GIỚI THIỆU Ngày nay, tiến mạnh mẽ khoa học kỹ thuật giúp chất lượng sống tăng cao đồng thời đặt nhiều thách thức Trong xuống cấp mơi trường sống có liên quan mật thiết với tiêu thụ lượng mức lượng chất thải mà mơi trường phải gánh chịu Do đó, có hai nhu cầu cấp thiết đặt nguồn lượng tái tạo phải tăng mạnh, đồng thời thiết bị phải tiêu thu lượng hơn, hiệu suất cao thân thiện với môi trường Vật liệu tiên tiến trở thành cốt lõi giải pháp kỹ thuât cho vấn đề Trong đó, đặt biệt hệ vật liệu hai chiều (2D) với đặt tính độ dẫn điện, diện tích bề mặt cao, khả lai ghép tạo thành dị cấu trúc mang lại nhiều lợi ích công nghệ lượng mặt trời, lượng hydro từ q trình tách nước, chuyển hóa điện nhiệt [1–6] Ngồi vật liệu 2D cịn hứa hẹn tạo transistor mạnh mẽ hơn, kích thước nhỏ giúp tiêu thu điện hiệu suất cao [7–12] Hiện nay, nhóm vật liệu 2D với cấu trúc bất đối xứng hay gọi 2D Janus thu hút nhiều quan tâm nghiên cứu nhờ tính chất bậc hiêu ứng áp điện, Rashba, xúc tác tách nước, quang điện, nhiệt điện [13–19] Nổi bậc vật liệu 2D Janus nhóm vật liệu với cơng thức chung MXY (M = Mo, Zr, Ti, Hf, X/Y = Te, Se, S O) [20–24] Các vật liệu có đặt điểm cấu trúc đơn giản, thành phần độc hại Tuy nhiên chúng lại có cấu trúc điện tử đặc biệt lượng vùng cấm phù hợp cho xúc tác tách nước chuyển hóa lượng mặt trời Ngồi ra, nhiều hợp chất nhóm tổng hợp thành công thực nghệm MoSSe, HfS2, ZrS2, WSSe [25–31] Với nhiều ưu điểm mặt thực nghiệm ứng dung, nhiên số thành viên nhóm chất chưa nghiên cứu đầy đủ Đặt biệt hợp chất 2D Janus HfSeO đề xuất vài nghiên cứu hạn chế Do đó, báo tập trung nghiên cứu cấu hình, tính chất vật lý, điện tử ảnh hưởng biến dạng nén kéo lên tính chất vật liệu Nghiên cứu thực dựa phương pháp tính tốn từ định luật ban đầu sử dụng lý thuyết phiếm hàm mật độ DFT với tùy chọn giả PBE HSE06 nhằm xét đến nhiều yếu tố cấu thành tính chất vật liệu nâng cao độ xác kết nghiên cứu PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN Trong nghiên cứu phép tính phương pháp định luật ban đầu thực gói phần mềm VASP [32], tương tác hạt nhân nguyên tử Hf, O, Se với electron hóa trị thuộc phân lớp orbital s, p, d mô PAW[33] Năng lượng trao đổi tương quan xấp xỉ gradient tổng quát tham số hóa John P Perdew, Kieron Burke, and Matthias Ernzerhof (PBE).[34] Đồng thời, phiếm hàm lai hóa HSE06 [35]cũng sử dụng để mơ tả xác tương tác mạnh orbital 5d nguyên tử Hf Ngoài ra, lực tương tác yếu van der Waals bề mặt nguyên tử Hf, Se, O tính đến nhờ phiếm hàm bán thực nghiệm DFT-D3 Các hàm trạng thái hệ khai triển dựa hàm sóng phẳng lưới mạng k với kích thước 16x16x1 giới 42 hạn động nhỏ 500 eV Phương pháp Gaussian sử dụng với thông số mờ 0.05 Hằng số mạng theo phương thẳng đứng thiết lập với giá trị 30 Å nhằm tránh tương tác lớp hai chiều HfSeO tính tuần hồn hệ Sự hội tụ q trình tính tốn tự qn quy định yếu tố gồm sai khác lượng tổng chu trình tính tốn liên tiếp khơng vượt q meV, lưc tác động lên nguyên tử không lớn 0.01 eV/ Å lượng electron phải nhỏ 10-4 eV Ngoài ra, để kiểm tra độ bền cấu trúc kiểm tra biểu đồ phân tán phonon tính tốn nhờ gói phần mềm Phonopy [36] phương pháp “chuyển vị” có sẵn gói phần mềm VASP CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA 2D JANUS HfSeO Cấu trúc 2D Janus HfSeO thuộc nhóm kim loại chuyển tiếp kết hợp với hai chalcogens (TMDs), có cơng thức chung MXY với M kim loại Zr, Ti, Hf, Mo, W, XY hai số chancogen O, S, Se, Te [13,19,23,25,26,28] Cấu hình 1T ghi nhận bền so với cấu hình 1H nhiều 2D Janus HfS2, HfSe2, HfSO, MoSeS, MoSeTe, WS2 [13,19,23–25,28] Do đó, cấu trúc đơn lớn HfSeO xây dựng dựa thay lớp nguyên tử Se cấu trúc 1T HfSe2 lớp nguyên tử O Hình Nhìn từ xuống (a), nhìn từ mặt bên (b), phổ phonon (c) vật liệu hai chiều Janus HfSeO Cấu hình cân Janus HfSeO sau trình tối ưu trình Hình.1(a,b) Có thể thấy hợp chất có đặc điểm hình học đặc trưng TMDs 2D với lớp kim loại kẹp hai lớp chancogen Tuy nhiên, khác biệt độ âm điện nguyên tử Se so với O khiến cấu trúc tự sinh mô men lưỡng cực, phá vỡ trục đối xứng Do đó, Janus HfSeO có cấu 43 trúc không cân TMDs truyền thống, hình thành cấu trúc đơn lớp mấp mơ thuộc nhóm cấu hình P3m1 Đối với cấu hình này, ngun tố Hf với phân tách orbital 5d tạo khả hình thành liên kết với nguyên tử O Se tạo thành cấu hình lăng trụ tam giác Đây cấu hình bền, tìm thấy nhiều Janus 2D HfS2, HfSe2,MoS2 [37– 40]Hằng số mạng tinh thể cấu hình 1T HfSeO xác định 3.496 Å Kết tương đồng với nghiên cứu lý thuyết trước đây, số mạng 1T HfSeO 3.451 Å [20] Ngồi ra, thấy giá trị 1T Janus HfSeO gần với liệu lý thuyết thực nghiệm HfS2, HfSe2, TiSeO, ZrSO HfSO với số mạng nằm khoảng 3.2 – 3.7 Å[41–44] Độ dài liên liên kết Hf-O, Hf-Se, liệt kê Bảng 1, gần với tổng bán kính ion Hf4+ (0.85 Å) với anion O2- (1.26 Å) ion H4+ với ion Se2(1.85 Å)[45] Điều cho thấy liên kết Hf-Se Hf-O mang đồng thời hai đặc tính ion hóa trị Bảng Hằng số mạng a (Å), độ dài d (Å) liên kết Hf-Se, Hf-O, số đàn hồi C11, C12, C66 (N/m), mô đun Young cho vật liệu hai chiều Y2D (N/m), hệ số Poisson’s ν A 3.49638 dHf-Se dHf-O 2.658 2.164 C11 125.58 C12 32.12 Y2D ν 117.365 0.256 C66 46.73 Cấu hình 2D Janus HfSeO đề xuất số cơng trình nghiên cứu lý thuyết với liệu hạn chế, độ bền cấu trúc đơn lớp cần xem xét đánh giá Độ bền học vật liệu đánh giá phổ phonon Do mạng sở HfSeO bao gồm nguyên tử Hf, Se, O nên phổ phonon đơn lớp này, trình bày hình 1c, bao gồm nhánh phonon Do nhánh phonon mang dấu dương, nên khơng có dao động mạng gây nên biến dạng cho cấu trúc 1T HfSeO Từ khẳng định độ bền học cấu trúc lý thuyết 2D Janus HfSeO Ngoài ra, đặc tính học 2D Janus HfSeO đánh giá dựa mô đun đàn hồi Young hệ số Poisson Đối với hệ hai chiều, mô đun đàn hồi Young, hệ số Poisson suy từ công thức dành cho hệ khối ba chiều, dựa hệ số biến dạng C11, C12, C22 sau: 𝑌(𝜃) = 𝐶 11 𝑠𝑖𝑛 𝐶11 𝐶22 −𝐶12 𝜃+𝛼𝑠𝑖𝑛2 𝜃𝑐𝑜𝑠2 𝜃+𝐶 𝑐𝑜𝑠4 𝜃 22 𝐶 𝑠𝑖𝑛4 𝜃+𝛽𝑠𝑖𝑛2 𝜃𝑐𝑜𝑠2 𝜃+𝐶 𝑐𝑜𝑠4 𝜃 (1) ν(θ) = 𝐶12 𝑠𝑖𝑛4 𝜃+𝛼𝑠𝑖𝑛2𝜃𝑐𝑜𝑠2 𝜃+𝐶12𝑐𝑜𝑠4 𝜃 (2) 11 22 Trong đó, 44 𝛼= 𝐶11 𝐶22 −𝐶12 𝐶66 𝛽 = 𝐶11 + 𝐶12 − − 2𝐶12 (3) 𝐶11 𝐶22 −𝐶12 𝐶66 (4) Mặc dù Janus HfSeO có tính bất đối xứng theo trục thẳng đứng, mặt phẳng x-y cấu trúc lại có dạng đối xứng lục giác tổ ong Do đó, mơ đun Young hệ số Poisson theo hai trục x y [46–49] viết gọn thành giá trị cho Y2D ν trình bày bảng Mô đun Young hệ số Poisson 2D Janus HfSeO xác định 117.365 N/m 0.256 Hệ số Poisson HfSeO nằm khoảng 0.2 – 0.3, đo đơn lớp có xu hướng kéo dãn theo chiều vng góc với biến dạng nén tương tự trường hợp đơn lớp AlSb, InSb, SnS2, SnSO, and SnO2 [50,51] So sánh với đơn lớp HfS2 (mô đun Young 136.82 N/m)[52], đơn lớp HfSeO tương đối mềm giịn CÁC TÍNH CHẤT ĐIỆN TỬ VÀ QUANG HỌC CỦA VẬT LIỆU CHIỀU JANUS HfSeO Đối với bán dẫn nói chung, cấu trúc điện tử đóng vai trị quan trọng việc hình thành tính chất vật lý khả ứng dụng Do đó, 2D Janus HfSeO với vai trò vật liệu đề xuất cần nghiên cứu cấu trúc điện tử, đặc biệt cấu trúc vùng lượng Do đơn lớp HfSeO có cấu hình 1T, nên cấu hình vùng lượng tính tốn theo hướng có độ đối xứng cao bao gồm Γ (0.0 0.0 0.0), M (0.5 0.0 0.0), K (0.333 0.333 0.0) vùng Brillouin Vùng lượng Fermi hiệu chỉnh ngang mức cao lượng vùng dẫn Kết tính tốn, trình bày Hình 2, cho thấy 2D Janus HfSeO có lượng vùng cấm gián tiếp, với độ lớn khoảng 1.3 – 2.12 eV tùy vào giả PBE phiếm hàm lai HSE06 Kết gần tương đồng với mức 0.7 – 2.8 eV nghiên cứu lý thuyết trước [20,39] Hình Cấu trúc lượng vùng đơn lớp Janus HfSeO Hai phương pháp PBE HSE06 cho thấy mức cao lượng vùng hóa trị nằm điểm Gamma, mức thấp lượng vùng dẫn nằm điểm M Trong 45 phân lớp 5d Hf chủ yếu tạo nên mức lượng – eV vùng đẫn mức cao lượng vùng hóa trị -4 – eV cấu thành chủ yếu từ phân lớp p Se, mức lượng vùng hóa trị thấp từ -6 eV đến -5 eV có đóng góp chủ yếu đến từ phân lớp p O Ngồi ra, có lai hóa mạnh orbital Se-p Hf-d vùng hóa trị Điều cho thấy liên kết hóa trị Hf-Se đóng lớn vào cấu trúc đơn lớp HfSeO Phân tích cấu trúc vùng lượng cho thấy HfSeO có lượng vùng cấm tương đối rộng phù hợp cho ứng dụng quang học quang điện tự Tính bất đối xứng bề mặt đơn chất lợi việc hiệu chỉnh tính chất điện tử phương pháp đơn giản tác động nén kéo dãn [53,54] Như trình bày trên, 2D Janus Hình Cấu trúc lượng vùng 2D Janus HfSeO tác dụng biến dạng nén biến dạng kéo dãn từ -10% đến 10% HfSeO với hệ số Poisson tương đối lớn 0.256 kỳ vọng kéo dãn tác dụng biến dạng nén Từ thay đổi cấu trúc này, biến đổi tính chất điện từ xuất với mức độ khác Do đó, cấu trúc vùng lượng 2D Janus HfSeO tác dụng biến dạng từ -10% đến 10% tính tốn trình bày hình Có thể thấy tỷ lệ nén tăng, lượng vùng cấm HfSeO giảm đáng kể thay đổi lớn cấu trúc lượng vùng hóa trị lẫn vùng dẫn Ở mức nén cao -10%, lượng vùng cấm HfSeO gần không, nhiều khả làm cho bán dẫn mang tính kim loại Ở chiều ngược lại, HfSeO bị kéo dãn lượng vùng cấm thay đổi Tuy nhiên mức lượng vùng dẫn lẫn vùng cấm ngày phẳng tỷ lệ nén tăng cao 46 Chúng ta biết độ linh động điện tích tỷ lệ nghịch với đạo hàm bậc hai lượng vùng biên Do đó, đường lượng vùng biên phẳng độ linh động điện tích giảm ngược lại Dưới tác dụng dụng biến dạng nén, độ cong mức lượng vùng dẫn tăng lên đáng kể, dẫn tới tăng mạnh độ linh lỗ trống Bên cạnh đó, độ linh động electron dự đốn tăng không đáng kể độ cong mức lượng vùng dẫn chưa tăng nhiều tác dụng biến dạng nén Sự khác biệt độ linh động giúp q trình tách rời cặp electron/lỗ trống diễn thuận lợi Dưới tác dụng biến dạng kéo dãn, mức lượng vùng biên ngày phẳng Do đó, độ linh động điện tích dự đốn giảm Tuy nhiên, có gia tăng lượn vùng cấm Điều thể rõ hình Chúng ta thấy mức lượng vùng cấm gần giảm không mức nén -10% tăng dần tỷ lệ nén giảm Năng lượng vùng cấm tiếp tục tác dụng biến dạng kéo dãn Tuy nhiên tỷ lệ kéo dãn 4%, tốc độ tăng lượng vùng cấm giảm dần Hình Sự biến đổi lượng vùng cấm 2D Janus HfSeO tác dụng biến dạng nén kéo dãn từ -10% đến 10% Sự thay đổi cấu trúc điện tử 2D Janus HfSeO tác dụng biến dạng biến dạng kỳ vọng dẫn đến thay đổi tính chất quang học đơn lớp Sự phụ thuộc số điện môi Ɛ(ω) vào bước sóng ω tính tốn biểu thức Kramers– Kronig[55] Từ ma trận giá trị Ɛ xây dựng để tính tỷ lệ hấp thụ α(ω), kết tính tốn trình bày hình 47 Hình Hằng số điện mơi thực Ɛ1(ω) (a), số điện môi ảo Ɛ2(ω) (b), hệ số thấp thu α(ω) 2D Janus HfSeO tác dụng biến dạng từ -8% đến 8% Phổ số điện môi thực Ɛ1(ω) 2D Janus HfSeO, hình 5(a) đặt trưng giá trị tĩnh khoảng 2.5 tăng lên mức 3.2 tác dụng biến dạng nén -8% Ngồi biến dạng nén 8% cịn tăng giá trị đỉnh Ɛ1 lên khoảng 20% đồng thời lùi từ mức lượng gần eV mức gần 1.2 eV Sự tăng tiến số điện môi thực mặt lý thuyết làm giảm tương tác Coulumb liên kết yếu electron lỗ trống, qua thúc đẩy q trình phân tách bị anh sáng kích thích, đồng thời làm giảm lượng hao phí q trình tái hợp cặp electron lỗ trống[56] Tác dụng biến dạng kéo làm giảm giá trị diện môi thực, đồng thời dịch chuyển đỉnh điện môi lên mức lượng cao Tác dụng biến dạng nén làm tăng đỉnh số điện môi ảo Ɛ2 , nhưu trình bày hình 2, tăng lên gần 30% Như kích thích sóng điện từ lên dịch chuyển electron từ vùng hóa trị lên vùng cấm dự đốn tăng cao Ngồi ra, đỉnh Ɛ2 lùi vùng lượng thấp khiến cho photon với lượng thấp gây q trình dịch chuyển electron Đơn lớp Janus HfSeO điều kiện khơng biến dạng có tỷ lệ hấp thu ánh sáng tương đối cao với mức 105 cm-1, tác dụng biến dạng nén tỷ lệ hấp thu cải thiện đồng thời khả hấp lùi xuống mức lượng thấp giúp bao phủ vùng hồng ngoại vùng ánh sáng nhìn thấy Điều đặt biệt với đơn lớp HfSeO khả hấp thụ cao diễn vùng cực tím với mức hấp thụ cao khu vực eV, đồng thời biến dạng nén cải thiện α(ω) khu vực Trong biến dạng kéo giãn làm giảm khả hấp thu ánh sáng đơn lớp HfSeO Vùng hấp thu dịch chuyển lên mức lượng cao hơn, dần khỏi khu vực ánh sáng nhìn thấy được, khu vực tập trung phần lớn lượng mặt trời Qua đó, biến dạng kéo giãn làm giảm đáng kể hiệu suất đơn lớp HfSeO KẾT LUẬN Trong nghiên cứu này, phương pháp tính tốn định luật ban đầu áp dụng để nghiên cứu cấu trúc đề xuất 2D Janus HfSeO Kết nghiên cứu cho thấy HfSeO dạng hình học 1T có độ bền tính chất học tốt Các thông số mạng phù hợp với nghiên cứu trước Sự đặc biệt cấu trúc 2D Janus HfSeO thể bất đối xứng cấu 48 trúc điện tích theo phương thẳng đứng, sinh từ thành phần hóa học khác bề mặt O Se Đây đặt tính quan trọng, có tính ứng dụng cao mơ đun vật liệu quang học, quang điện thường xây dựng cách xếp lớp vật liệu chồng lên Tính bất đối xứng cộng với hệ số Poisson tương đối cao giúp đơn 2D Janus HfSeO phản ứng tốt với biến dạng học, đặt biệt biến dạng nén Cụ thể biến dạng nén có khả làm tăng cao độ linh động điện tử vật liệu HfSeO Đều có tính ứng dụng cao thiết bị quang điện ngày Ngoài ra, biến dạng nén làm tăng cao đặt tính quang học đơn lớp HfSeO Trong khả phân tách cặp electron lỗ trống cải thiện Sự dịch chuyển electron từ vùng hóa trị lên vùng dẫn diên dễ dàng cần kích thích photon với mức lượng thấp Đặt biệt, khả hấp thu ánh sáng 2D Janus HfSeO cải thiện tỷ tệ hấp thu dãi hấp thu bao phủ khu vực nhiều lượng phổ ánh sáng mặt trời vùng hồng ngoại vùng nhìn thấy Ngồi ra, khu vực cực tím, khả hấp thu HfSeO nâng cao Trong biến dạng kéo dãn làm tăng lượng vùng cấm HfSeO, đồng làm suy giãm khả hấp thu ánh sáng, giảm độ linh động điện tích Tài liệu tham khảo [1] Fang Q, Zhao X, Huang Y, Xu K, Min T, Chu P K and Ma F 2018 Interfacial electronic states and self-formed p–n junctions in hydrogenated MoS2/SiC heterostructure J Mater Chem C 4523–30 [2] Qiao M, Liu J, Wang Y, Li Y and Chen Z 2018 PdSeO3 Monolayer: Promising Inorganic 2D Photocatalyst for Direct Overall Water Splitting Without Using Sacrificial Reagents and Cocatalysts J Am Chem Soc 140 12256–62 [3] Wan Y, Wang L, Xu H, Wu X and Yang J 2020 A Simple Molecular Design Strategy for Two-Dimensional Covalent Organic Framework Capable of Visible-Light-Driven Water Splitting J Am Chem Soc 142 4508–16 [4] Ju L, Shang J, Tang X and Kou L 2020 Tunable Photocatalytic Water Splitting by the Ferroelectric Switch in a 2D AgBiP2Se6 Monolayer J Am Chem Soc 142 1492–500 [5] Hu W, Lin L, Zhang R, Yang C and Yang J 2017 Highly Efficient Photocatalytic Water Splitting over Edge-Modified Phosphorene Nanoribbons J Am Chem Soc 139 15429–36 [6] Huang C, Chen C, Zhang M, Lin L, Ye X, Lin S, Antonietti M and Wang X 2015 Carbon-doped BN nanosheets for metal-free photoredox catalysis Nat Commun 7698 [7] Roy T, Tosun M, Kang J S, Sachid A B, Desai S B, Hettick M, Hu C C and Javey A 2014 Field-Effect Transistors Built from All Two-Dimensional Material Components ACS Nano 6259–64 [8] Daus A, Vaziri S, Chen V, Kưroğlu Ç, Grady R W, Bailey C S, Lee H R, Schauble K, Brenner K and Pop E 2021 High-performance flexible nanoscale transistors based on 49 transition metal dichalcogenides Nat Electron 495–501 [9] Mitta S B, Choi M S, Nipane A, Ali F, Kim C, Teherani J T, Hone J and Yoo W J 2020 Electrical characterization of 2D materials-based field-effect transistors 2D Mater 12002 [10] Maggini L and Ferreira R R 2021 2D material hybrid heterostructures: achievements and challenges towards high throughput fabrication J Mater Chem C 15721–34 [11] Zhang X, Hou L, Ciesielski A and Samorì P 2016 2D Materials Beyond Graphene for High-Performance Energy Storage Applications Adv Energy Mater 1600671 [12] Mounet N, Gibertini M, Schwaller P, Campi D, Merkys A, Marrazzo A, Sohier T, Castelli I E, Cepellotti A, Pizzi G and Marzari N 2018 Two-dimensional materials from high-throughput computational exfoliation of experimentally known compounds Nat Nanotechnol 13 246–52 [13] Shi W, Fan K and Wang Z 2018 Catalytic activity for the hydrogen evolution reaction of edges in Janus monolayer MoXY (X/Y = S, Se, and Te) Phys Chem Chem Phys 20 29423–9 [14] Er D, Ye H, Frey N C, Kumar H, Lou J and Shenoy V B 2018 Prediction of Enhanced Catalytic Activity for Hydrogen Evolution Reaction in Janus Transition Metal Dichalcogenides Nano Lett 18 3943–9 [15] Nandi P, Rawat A, Ahammed R, Jena N and De Sarkar A 2021 Group-IV(A) Janus dichalcogenide monolayers and their interfaces straddle gigantic shear and in-plane piezoelectricity Nanoscale 13 5460–78 [16] Ahammed R, Jena N, Rawat A, Mohanta M K, Dimple and De Sarkar A 2020 Ultrahigh Out-of-Plane Piezoelectricity Meets Giant Rashba Effect in 2D Janus Monolayers and Bilayers of Group IV Transition-Metal Trichalcogenides J Phys Chem C 124 21250–60 [17] Liu M-Y, Gong L, He Y and Cao C 2021 Tuning Rashba effect, band inversion, and spincharge conversion of Janus $X{\mathrm{Sn}}_{2}Y$ monolayers via an external field Phys Rev B 103 75421 [18] Liu X, Gao P, Hu W and Yang J 2020 Photogenerated-Carrier Separation and Transfer in Two-Dimensional Janus Transition Metal Dichalcogenides and Graphene van der Waals Sandwich Heterojunction Photovoltaic Cells J Phys Chem Lett 11 4070–9 [19] Haman Z, Kibbou M, Bouziani I, Benhouria Y, Essaoudi I, Ainane A and Ahuja R 2021 Structural, electronic and optical properties of two-dimensional Janus transition metal oxides MXO (M=Ti, Hf and Zr; X=S and Se) for photovoltaic and opto-electronic applications Phys B Condens Matter 604 412621 50 [20] Chen W, Hou X, Shi X and Pan H 2018 Two-Dimensional Janus Transition Metal Oxides and Chalcogenides: Multifunctional Properties for Photocatalysts, Electronics, and Energy Conversion ACS Appl Mater Interfaces 10 35289–95 [21] Vo D D and Tuan V V 2022 Janus monolayer HfSO with improved optical properties as a novel material for photovoltaic and photocatalyst applications New J Chem [22] Wang T, Su M, Jin H, Li J, Wan L and Wei Y 2020 Optical, Electronic, and Contact Properties of Janus-MoSO/MoS2 Heterojunction J Phys Chem C 124 15988–94 [23] Chaurasiya R, Dixit A and Pandey R 2018 Strain-mediated stability and electronic properties of WS2, Janus WSSe and WSe2 monolayers Superlattices Microstruct 122 268–79 [24] Vu T V, Tong H D, Tran D P, Binh N T T, Nguyen C V, Phuc H V, Do H M and Hieu N N 2019 Electronic and optical properties of Janus ZrSSe by density functional theory RSC Adv 41058–65 [25] Hai X, Chang K, Pang H, Li M, Li P, Liu H, Shi L and Ye J 2016 Engineering the Edges of MoS2 (WS2) Crystals for Direct Exfoliation into Monolayers in Polar Micromolecular Solvents J Am Chem Soc 138 14962–9 [26] Shehzad M A, Hussain S, Lee J, Jung J, Lee N, Kim G and Seo Y 2017 Study of Grains and Boundaries of Molybdenum Diselenide and Tungsten Diselenide Using Liquid Crystal Nano Lett 17 1474–81 [27] Huang Y, Pan Y-H, Yang R, Bao L-H, Meng L, Luo H-L, Cai Y-Q, Liu G-D, Zhao W-J, Zhou Z, Wu L-M, Zhu Z-L, Huang M, Liu L-W, Liu L, Cheng P, Wu K-H, Tian S-B, Gu C-Z, Shi Y-G, Guo Y-F, Cheng Z G, Hu J-P, Zhao L, Yang G-H, Sutter E, Sutter P, Wang Y-L, Ji W, Zhou X-J and Gao H-J 2020 Universal mechanical exfoliation of large-area 2D crystals Nat Commun 11 2453 [28] Zhang M, Zhu Y, Wang X, Feng Q, Qiao S, Wen W, Chen Y, Cui M, Zhang J, Cai C and Xie L 2015 Controlled Synthesis of ZrS2 Monolayer and Few Layers on Hexagonal Boron Nitride J Am Chem Soc 137 7051–4 [29] Moustafa M, Zandt T, Janowitz C and Manzke R 2009 Growth and band gap determination of the ${\text{ZrS}}_{x}{\text{Se}}_{2\ensuremath{-}x}$ single crystal series Phys Rev B 80 35206 [30] Kanazawa T, Amemiya T, Ishikawa A, Upadhyaya V, Tsuruta K, Tanaka T and Miyamoto Y 2016 Few-layer HfS2 transistors Sci Rep 22277 [31] Wang J, Li T, Wang Q, Wang W, Shi R, Wang N, Amini A and Cheng C 2020 Controlled growth of atomically thin transition metal dichalcogenides via chemical vapor deposition method Mater Today Adv 100098 51 [32] Kresse G and Furthmüller J 1996 Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set Phys Rev B 54 11169–86 [33] Blöchl P E 1994 Projector augmented-wave method Phys Rev B 50 17953–79 [34] Perdew J P, Burke K and Ernzerhof M 1996 Generalized Gradient Approximation Made Simple Phys Rev Lett 77 3865–8 [35] Heyd J, Scuseria G E and Ernzerhof M 2003 Hybrid functionals based on a screened Coulomb potential J Chem Phys 118 8207–15 [36] Togo A and Tanaka I 2015 First principles phonon calculations in materials science Scr Mater 108 1–5 [37] Wang Z 2018 2H → 1T′ phase transformation in Janus monolayer MoSSe and MoSTe: an efficient hole injection contact for 2H-MoS2 J Mater Chem C 13000–5 [38] Shi W and Wang Z 2018 Mechanical and electronic properties of Janus monolayer transition metal dichalcogenides J Phys Condens Matter 30 215301 [39] Alam Q, Idrees M, Muhammad S, Nguyen C V, Shafiq M, Saeed Y, Din H U and Amin B 2021 Stacking effects in van der Waals heterostructures of blueP and Janus XYO (X = Ti, Zr, Hf: Y = S, Se) monolayers RSC Adv 11 12189–99 [40] Guo Y-D, Zhang H-B, Zeng H-L, Da H-X, Yan X-H, Liu W-Y and Mou X-Y 2018 A progressive metal–semiconductor transition in two-faced Janus monolayer transitionmetal chalcogenides Phys Chem Chem Phys 20 21113–8 [41] Dong L, Lou J and Shenoy V B 2017 Large In-Plane and Vertical Piezoelectricity in Janus Transition Metal Dichalchogenides ACS Nano 11 8242–8 [42] Cruzado H N, Dizon J S C, Macam G M, Villaos R A B, Huynh T M D, Feng L-Y, Huang Z-Q, Hsu C-H, Huang S-M, Lin H and Chuang F-C 2021 Band Engineering and Van Hove Singularity on HfX2 Thin Films (X = S, Se, or Te) ACS Appl Electron Mater 1071–9 [43] Traving M, Seydel T, Kipp L, Skibowski M, Starrost F, Krasovskii E E, Perlov A and Schattke W 2001 Combined photoemission and inverse photoemission study of ${\mathrm{HfS}}_{2}$ Phys Rev B 63 35107 [44] Yue R, Barton A T, Zhu H, Azcatl A, Pena L F, Wang J, Peng X, Lu N, Cheng L, Addou R, McDonnell S, Colombo L, Hsu J W P, Kim J, Kim M J, Wallace R M and Hinkle C L 2015 HfSe2 Thin Films: 2D Transition Metal Dichalcogenides Grown by Molecular Beam Epitaxy ACS Nano 474–80 [45] Shannon R D 1976 Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides Acta Crystallogr Sect A 32 751–67 52 [46] Guo S-D, Guo X-S, Han R-Y and Deng Y 2019 Predicted Janus SnSSe monolayer: a comprehensive first-principles study Phys Chem Chem Phys 21 24620–8 [47] Cadelano E, Palla P L, Giordano S and Colombo L 2010 Elastic properties of hydrogenated graphene Phys Rev B 82 235414 [48] Wang Z, Cheng C, Zhou H-X, Liu K and Zhou X-L 2021 Systematic investigations of the electron, phonon, elastic and thermal properties of monolayer so-MoS2 by first-principles calculations Appl Surf Sci 539 148248 [49] Andrew R C, Mapasha R E, Ukpong A M and Chetty N 2012 Mechanical properties of graphene and boronitrene Phys Rev B 85 125428 [50] Bafekry A, Faraji M, Fadlallah M M, Jappor H R, Karbasizadeh S, Ghergherehchi M, Sarsari I A and Ziabari A A 2021 Novel two-dimensional AlSb and InSb monolayers with a double-layer honeycomb structure: a first-principles study Phys Chem Chem Phys 23 18752–9 [51] Vu T V, Phuc H V, Nguyen C V, Kartamyshev A I and Hieu N N 2021 A theoretical study on elastic, electronic, transport, optical and thermoelectric properties of Janus SnSO monolayer J Phys D Appl Phys 54 475306 [52] Kang J, Sahin H and Peeters F M 2015 Mechanical properties of monolayer sulphides: a comparative study between MoS2, HfS2 and TiS3 Phys Chem Chem Phys 17 27742–9 [53] Vu T V, Nguyen C V, Phuc H V, Lavrentyev A A, Khyzhun O Y, Hieu N V, Obeid M M, Rai D P, Tong H D and Hieu N N 2021 Theoretical prediction of electronic, transport, optical, and thermoelectric properties of Janus monolayers ${\mathrm{In}}_{2}X\mathrm{O}$ ($X=\mathrm{S},\mathrm{Se},\mathrm{Te}$) Phys Rev B 103 85422 [54] Procopio E F, Pedrosa R N, L de Souza F A, Paz W S and Scopel W L 2020 Tuning the photocatalytic water-splitting capability of two-dimensional α-In2Se3 by strain-driven band gap engineering Phys Chem Chem Phys 22 3520–6 [55] O’Donnell M, Jaynes E T and Miller J G 1981 Kramers–Kronig relationship between ultrasonic attenuation and phase velocity J Acoust Soc Am 69 696–701 [56] Duan X, Tang S and Huang Z 2021 Tuning the electronic properties of two dimensional InSe/In2Se3 heterostructure via ferroelectric polarization and strain Comput Mater Sci 200 110819 53 ... lớp HfSeO tương đối mềm giịn CÁC TÍNH CHẤT ĐIỆN TỬ VÀ QUANG HỌC CỦA VẬT LIỆU CHIỀU JANUS HfSeO Đối với bán dẫn nói chung, cấu trúc điện tử đóng vai trị quan trọng việc hình thành tính chất vật. .. biệt hợp chất 2D Janus HfSeO đề xuất vài nghiên cứu hạn chế Do đó, báo tập trung nghiên cứu cấu hình, tính chất vật lý, điện tử ảnh hưởng biến dạng nén kéo lên tính chất vật liệu Nghiên cứu thực... thể biến dạng nén có khả làm tăng cao độ linh động điện tử vật liệu HfSeO Đều có tính ứng dụng cao thiết bị quang điện ngày Ngoài ra, biến dạng nén làm tăng cao đặt tính quang học đơn lớp HfSeO