Phân tích nguyên lý đầu về tính chất cơ học, điện tử và nhiệt điện của vật liệu ZnGeS₂ đơn lớp = A first-principles analysis of mechanical, electronic, and thermoelectric properties of monolayer ZnGeS₂

Abstract

Trong nghiên cứu này, các tính chất cơ học, điện tử và nhiệt điện của đơn lớp ZnGeS₂ được khảo sát bằng phương pháp nguyên lý đầu dựa trên lý thuyết phiếm hàm mật độ. Kết quả cho thấy vật liệu có độ ổn định cao và khả năng chịu biến dạng lớn với giới hạn khoảng 0,18 và ứng suất tới hạn ~9,3 N/m. Cấu trúc vùng năng lượng tính bằng PBE và HSE cho kết quả tương đồng, xác nhận ZnGeS₂ là bán dẫn gián tiếp với vùng trống 1,20–1,83 eV. Sự phân bố không đồng nhất của các điểm cực trị cho thấy tính linh hoạt trong điều chỉnh tính chất điện tử. Ngoài ra, vật liệu thể hiện hiệu suất nhiệt điện đáng chú ý với hệ số Seebeck lớn (~2 mV/K tại 300 K) và hệ số công suất cao, đặc biệt đối với bán dẫn loại n. Những kết quả này cho thấy ZnGeS₂ là vật liệu tiềm năng cho các ứng dụng nhiệt điện và quang điện tử.