Розрахунок зонної структури та її параметрів для 2D індій моноселеніду
InSe as a 2D structure possesses carrier mobility and adaptive band gap at the level of the best nanoelectronic materials. Structurally the crystal is layered — it contains monolayers, each consisting of four monoatomic sheets in the sequence Se-In-In-Se and due to the weak interlayer connection dif...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/828 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543973966872576 |
|---|---|
| author | Tuziak, O.Ya. Dziuba, V.I. Galiy, P.V. Nenchuk, T.N. |
| author_facet | Tuziak, O.Ya. Dziuba, V.I. Galiy, P.V. Nenchuk, T.N. |
| author_sort | Tuziak, O.Ya. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-12-26T08:56:50Z |
| description | InSe as a 2D structure possesses carrier mobility and adaptive band gap at the level of the best nanoelectronic materials. Structurally the crystal is layered — it contains monolayers, each consisting of four monoatomic sheets in the sequence Se-In-In-Se and due to the weak interlayer connection different arrangments of monolayers are possible, namely crystals with ?, ? and ? polytypes. Theoretical calculations of the band structure for three polytypes of 2D-InSe were performed using density functional theory with the generalized gradient approximation in the Perdew–Burke–Ernzerhof parameterization. Crystal structure data for the calculations were taken from experiments and refined by relaxation. Spin–orbit interaction was not considered. The following band characteristics for each of the considered polytypes (namely ?, ? and ?-2D-InSe) were obtained: band gap width, density of states, and effective carrier masses. It was concluded that the band gaps were typically underestimated by DFT, so one can’t prove InSe band gap decrease with increase in the number of monolayers, predicted in some works, for any of the polytype. Due to the lowest among the studied polytypes carrier effective mass (namely electron) 2D-?-InSe exhibits the highest carrier mobility and the lowest density of states and this conclusion does not contradict the available for today data. It was also underlined that for experimental study it is crucial to distinguish between different polytypes of 2D-InSe samples as their energy band structure for different polytypes vary. Some discrepancies and potential directions for further research are outlined. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:36:04Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-828 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2026-02-08T08:11:45Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-8282025-12-26T08:56:50Z Calculation of the band structure and its parameters for 2D indium monoselenide Розрахунок зонної структури та її параметрів для 2D індій моноселеніду Tuziak, O.Ya. Dziuba, V.I. Galiy, P.V. Nenchuk, T.N. indium monoselenide polytypes 2D density functional theory band structure політипи моноселеніду індію 2D теорія функціоналу густини зонна структура InSe as a 2D structure possesses carrier mobility and adaptive band gap at the level of the best nanoelectronic materials. Structurally the crystal is layered — it contains monolayers, each consisting of four monoatomic sheets in the sequence Se-In-In-Se and due to the weak interlayer connection different arrangments of monolayers are possible, namely crystals with ?, ? and ? polytypes. Theoretical calculations of the band structure for three polytypes of 2D-InSe were performed using density functional theory with the generalized gradient approximation in the Perdew–Burke–Ernzerhof parameterization. Crystal structure data for the calculations were taken from experiments and refined by relaxation. Spin–orbit interaction was not considered. The following band characteristics for each of the considered polytypes (namely ?, ? and ?-2D-InSe) were obtained: band gap width, density of states, and effective carrier masses. It was concluded that the band gaps were typically underestimated by DFT, so one can’t prove InSe band gap decrease with increase in the number of monolayers, predicted in some works, for any of the polytype. Due to the lowest among the studied polytypes carrier effective mass (namely electron) 2D-?-InSe exhibits the highest carrier mobility and the lowest density of states and this conclusion does not contradict the available for today data. It was also underlined that for experimental study it is crucial to distinguish between different polytypes of 2D-InSe samples as their energy band structure for different polytypes vary. Some discrepancies and potential directions for further research are outlined. Моноселенід індію (InSe) як двовимірна структура характеризується високою рухливістю носіїв заряду та адаптивною шириною забороненої зони, що відповідає рівню найкращих наноматеріалів для електроніки. Кристал має шарувату структуру – він складається з моноатомних шарів, кожен з яких містить чотири одноатомні площини в послідовності Se–In–In–Se. Через слабкий зв’язок між шарами можливе формування різних упорядкувань цих шарів, а саме кристалів із політипами ?, ? та ?. Теоретичні розрахунки зонної структури для трьох політипів 2D-InSe виконано в межах теорії функціонала густини з використанням узагальненого градієнтного наближення в параметризації Пердью–Берка–Ернзергофа. Структурні дані для розрахунків було взято з експериментальних робіт та уточнено шляхом релаксації. Спін-орбітальна взаємодія не враховувалася. Для кожного з розглянутих політипів (?, ? та ?-2D-InSe) було отримано такі зонні характеристики: ширина забороненої зони, густина станів і ефективна маса носіїв заряду. Зроблено висновок, що оскільки метод функціоналу густини, як правило, недооцінює ширину забороненої зони, то для жодного з політипів неможливо підтвердити зменшення ширини забороненої зони зі збільшенням кількості моношарів, як це передбачено у деяких роботах. Завдяки найменшій серед досліджених політипів ефективній масі носіїв (а саме електронів), 2D-?-InSe демонструє найвищу рухливість носіїв заряду, а також найменшу густину станів, і ці висновки не суперечать наявним на сьогодні даним. Також наголошено, що для експериментального вивчення є надзвичайно важливим розрізнення політипів 2D-InSe, оскільки їхні енергетичні зонні структури істотно відрізняються. Окреслено деякі розбіжності та потенційні напрями для подальших досліджень. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2025-11-29 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/828 10.15407/hftp16.04.581 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 16 No. 4 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 581-589 Химия, физика и технология поверхности; Том 16 № 4 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 581-589 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 16 № 4 (2025): Хімія, фізика та технологія поверхні; 581-589 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp16.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/828/824 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | політипи моноселеніду індію 2D теорія функціоналу густини зонна структура Tuziak, O.Ya. Dziuba, V.I. Galiy, P.V. Nenchuk, T.N. Розрахунок зонної структури та її параметрів для 2D індій моноселеніду |
| title | Розрахунок зонної структури та її параметрів для 2D індій моноселеніду |
| title_alt | Calculation of the band structure and its parameters for 2D indium monoselenide |
| title_full | Розрахунок зонної структури та її параметрів для 2D індій моноселеніду |
| title_fullStr | Розрахунок зонної структури та її параметрів для 2D індій моноселеніду |
| title_full_unstemmed | Розрахунок зонної структури та її параметрів для 2D індій моноселеніду |
| title_short | Розрахунок зонної структури та її параметрів для 2D індій моноселеніду |
| title_sort | розрахунок зонної структури та її параметрів для 2d індій моноселеніду |
| topic | політипи моноселеніду індію 2D теорія функціоналу густини зонна структура |
| topic_facet | indium monoselenide polytypes 2D density functional theory band structure політипи моноселеніду індію 2D теорія функціоналу густини зонна структура |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/828 |
| work_keys_str_mv | AT tuziakoya calculationofthebandstructureanditsparametersfor2dindiummonoselenide AT dziubavi calculationofthebandstructureanditsparametersfor2dindiummonoselenide AT galiypv calculationofthebandstructureanditsparametersfor2dindiummonoselenide AT nenchuktn calculationofthebandstructureanditsparametersfor2dindiummonoselenide AT tuziakoya rozrahunokzonnoístrukturitaííparametrívdlâ2díndíjmonoselenídu AT dziubavi rozrahunokzonnoístrukturitaííparametrívdlâ2díndíjmonoselenídu AT galiypv rozrahunokzonnoístrukturitaííparametrívdlâ2díndíjmonoselenídu AT nenchuktn rozrahunokzonnoístrukturitaííparametrívdlâ2díndíjmonoselenídu |