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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Beyond the Anderson rule: importance of interfacial dipole and hybridization in van der Waals heterostructures

Texto completo
Autor(es):
Besse, Rafael [1, 2] ; Silveira, V, Julian F. R. ; Jiang, Zeyu [1] ; West, Damien [1] ; Zhang, Shengbai [1] ; Da Silva, Juarez L. F. [3]
Número total de Autores: 6
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Rensselaer Polytech Inst, Dept Phys Appl Phys & Astron, Troy, NY 12180 - USA
[2] Univ Sao Paulo, Sao Carlos Inst Phys, POB 369, BR-13560970 Sao Carlos, SP - Brazil
[3] Silveira, Julian F. R., V, Univ Sao Paulo, Sao Carlos Inst Chem, POB 780, BR-13560970 Sao Carlos, SP - Brazil
Número total de Afiliações: 3
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: 2D MATERIALS; v. 8, n. 4 OCT 2021.
Citações Web of Science: 0
Resumo

Vertical stacking of two-dimensional materials with weak van der Waals (vdW) interactions has laid the ground for breakthroughs in physics as well as in technological applications. Although vdW interactions dominate interlayer binding, interlayer electronic coupling may not be negligible and can lead to properties beyond the superposition of constituent monolayers. Here, studying heterobilayers of transition-metal dichalcogenides (MQ (2); M = Mo, Ni, Pt; Q = S, Se) by means of density functional theory calculations, we show two mechanisms that influence the band gaps of vdW heterostructures beyond the Anderson rule: (1) interfacial hybridization (mainly involving out-of-plane states, such as chalcogen p ( z )-states), which leads to an upshift in the valence band maxima and accordingly a decrease in the band gap. (2) Formation of an interfacial electric dipole, resulting in an effective gap increase in type-II junctions. While the former is material specific, depending on the proximity of p ( z )-states to each other and the valence band maxima, the latter can be generally described using a model based on the charge density decay outside the monolayers and the pristine band edge positions with respect to the vacuum level, irrespective of junction type. (AU)

Processo FAPESP: 19/09276-5 - Design Ab Initio de Heteroestruturas de van der Waals
Beneficiário:Rafael Besse
Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Processo FAPESP: 17/09077-7 - Estudo ab-initio das propriedades estruturais, eletrônicas, e ópticas de heteroestruturas de van der Waals
Beneficiário:Rafael Besse
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 17/11631-2 - CINE: desenvolvimento computacional de materiais utilizando simulações atomísticas, meso-escala, multi-física e inteligência artificial para aplicações energéticas
Beneficiário:Juarez Lopes Ferreira da Silva
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia
Processo FAPESP: 18/21401-7 - EMU concedido no processo 2017/11631-2: cluster computacional de alto desempenho - ENIAC
Beneficiário:Juarez Lopes Ferreira da Silva
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários