hçi ¯ng h÷îng n y công ÷ñc t¼m th§y trong c¡c c§u tróc hai chi·u ¯ng h÷îng kh¡c nh÷ graphene [126] hay Janus SnSSe [123]. Tuy nhi¶n, c§u tróc b§t ¯ng h÷îng câ thº s³ d¨n ¸n sü b§t ¯ng h÷îng trong mët sè t½nh ch§t vªt lþ, bao gçm t½nh ch§t n hçi. Cadelano v c¡c cëng sü ¢ cho th§y r¬ng trong khi graphene câ c¡c t½nh ch§t n hçi ¯ng h÷îng th¼ mæ-un Young cõa C-graphane theo h÷îng zigzag lîn hìn hai l¦n mæ-un Young theo h÷îng armchair [126]. Sü ch¶nh l»ch lîn cõa mæ-un Young theo c¡c h÷îng kh¡c nhau công ¢ ÷ñc x£y ra trong c¡c vªt li»u hai chi·u câ c§u tróc b§t ¯ng h÷îng kh¡c nh÷ Au2Te [127] hay th-AlN [128].
2.5. T½nh ch§t i»n tû cõa ìn lîp monochalcogenide nhâm IIIMX MX
T½nh ch§t i»n tû l mët trong nhúng t½nh ch§t quan trång cõa vªt li»u. C«n cù v o c¡c t½nh ch§t v c§u tróc cõa i»n tû, ng÷íi ta s³ t¼m ÷ñc c¡c ti·m n«ng ùng döng vªt li»u â v o trong c¡c thi¸t bà thüc t¸, °c bi»t l c¡c thi¸t bà i»n tû, quang-i»n tû v cì-i»n tû. Trong möc n y, chóng tæi tr¼nh b y c¡c t½nh ch§t cì b£n nh§t cõa i»n tû cõa c¡c ìn lîp monochalcogenide nhâm III MX (M = Ga, In; X = S, Se, Te) düa tr¶n c¡c t½nh to¡n b¬ng ph÷ìng ph¡p phi¸m h m mªt ë. Chóng tæi tªp trung nghi¶n cùu c¡c °c tr÷ng cõa i»n tû ð b· m°t vªt li»u, c§u tróc vòng n«ng l÷ñng v mªt ë tr¤ng th¡i cõa i»n tû. nh h÷ðng cõa t÷ìng t¡c spinquÿ ¤o công nh÷ bi¸n d¤ng cì håc l¶n t½nh ch§t i»n tû cõa c¡c ìn lîp MX công ÷ñc nghi¶n cùu v tr¼nh b y mët c¡ch chi ti¸t trong möc n y.
2.5.1. Th¸ t¾nh i»n v cæng tho¡t i»n tû
Cæng tho¡t i»n tû l mët °c tr÷ng quan trång cõa vªt li»u. Cæng tho¡t x¡c ành kh£ n«ng tho¡t ra khäi b· m°t vªt li»u cõa c¡c i»n tû. èi vîi c¡c vªt li»u hai chi·u, tòy thuëc v o c§u tróc èi xùng theo ph÷ìng th¯ng ùng cõa vªt li»u m câ thº câ sü kh¡c nhau giúa mùc ch¥n khæng cõa hai b· m°t vªt li»u (câ sü kh¡c nhau giúa th¸ t¾nh i»n ð hai b· m°t cõa vªt li»u) [94]. Ph²p hi»u ch¿nh ph¥n cüc s³ cho ph²p chóng ta x¡c ành ÷ñc sü kh¡c bi»t giúa hai mùc ch¥n khæng ð hai b· m°t trong c¡c vªt li»u b§t èi xùng. Sü kh¡c nhau v· mùc ch¥n khæng hay gi¡ trà th¸ t¾nh i»n ð hai b· m°t cõa vªt li»u s³ £nh h÷ðng ¸n nhi·u t½nh ch§t vªt lþ v hâa håc cõa vªt li»u. Tuy nhi¶n, èi vîi c¡c ìn lîp monochalcogenide MX, vîi c§u tróc èi xùng g÷ìng theo ph÷ìng th¯ng ùng [xem H¼nh 2.1(b)], mùc ch¥n khæng giúa hai b· m°t cõa MX l nh÷ nhau v khæng câ sü kh¡c bi»t trong gi¡ trà cõa th¸ t¾nh i»n ð hai b· m°t cõa vªt li»u. i·u n y l rã r ng v¼ ë ¥m i»n cõa c¡c nguy¶n tû ð hai b· m°t cõa MX l nh÷ nhau (còng mët lo¤i nguy¶n tû X) do â s³ khæng câ i»n tr÷íng nëi t¤i theo ph÷ìng th¯ng ùng ð trong vªt li»u MX.
Cæng tho¡t i»n tû Φ ÷ñc t½nh to¡n düa theo biºu thùc:
Φ = Evac −EF, (2.10)
trong â, EF l mùc Fermi v Evac l mùc ch¥n khæng cõa vªt li»u. Chóng ta câ thº thu ÷ñc c¡c gi¡ trà mùc Fermi EF v mùc ch¥n khæng Evac düa tr¶n c¡c t½nh to¡n th¸ t¾nh i»n cõa vªt li»u. H¼nh 2.4 biºu di¹n th¸ t¾nh i»n cõa c¡c ìn lîp MX. K¸t qu£ t½nh to¡n cõa chóng tæi cho th§y khæng câ sü ch¶nh l»ch mùc ch¥n khæng giúa hai b· m°t cõa vªt li»u MX. B¶n c¤nh â, ë s¥u cõa c¡c nh¡nh trong th¸ t¾nh i»n l nh÷ nhau v h¼nh d¤ng cõa th¸ t¾nh i»n l èi xùng nhau qua mët ÷íng th¯ng ùng. H¼nh d¤ng cõa th¸ t¾nh i»n nh÷ th¸ n y l phò hñp vîi c§u tróc èi xùng theo ph÷ìng th¯ng ùng cõa vªt li»u monochalcogenide. Trong B£ng 2.3, chóng tæi li»t k¶ k¸t qu£ t½nh to¡n gi¡ trà mùc Fermi EF, mùc ch¥n khæng Evac v
H¼nh 2.4: Th¸ t¾nh i»n cõa c¡c ìn lîp MX. ÷íng ùt n²t n¬m ngang dòng º ch¿ mùc Fermi EF.Evac v Φl¦n l÷ñt l mùc ch¥n khæng v cæng tho¡t i»n tû.
cæng tho¡t i»n tû ÷ñc t½nh theo cæng thùc (2.10) cõa c¡c ìn lîp MX. Chóng ta th§y r¬ng, cæng tho¡t Φ cõa MX gi£m khi X thay êi tø S ¸n Te. i·u n y câ ngh¾a r¬ng, b¡n k½nh nguy¶n tû cõa c¡c th nh ph¦n trong hñp ch§t c ng lîn th¼ cæng tho¡t i»n tû c ng nhä. Cæng tho¡t cõa c¡c ìn lîp MX dao ëng tø 5,27 eV ¸n 6,32 eV. K¸t qu£ t½nh to¡n cho th§y i»n tû s³ d¹ tho¡t ra khäi b· m°t cõa GaTe nh§t vîi cæng tho¡t Φ = 5,27 eV, trong khi â cæng tho¡t i»n tû trong InS l lîn nh§t, l¶n ¸n 6,32 eV. Sü ch¶nh l»ch trong cæng tho¡t giúa GaX v InX l kh¡ nhä do ch¶nh l»nh khèi l÷ñng nguy¶n tû giúa Ga v In l nhä.