应变对硒化锡和硫化锡拉胀材料力学性质和能带结构的调控.pdf

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1、第34卷第1期中国科学院大学学报Vol．34No．12017年1月JournalofUniversityofChineseAcademyofSciencesJanuary2017文章编号:2095-6134(2017)01-0008-07应变对硒化锡和硫化锡拉胀材料力学性质*和能带结构的调控12211方武章，张礼川，闫清波，郑庆荣，苏刚(1中国科学院大学物理科学学院，北京100049;2中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京100049)

2、(2016年4月8日收稿;2016年5月5日收修改稿)FangWZ，ZhangLC，YanQB，etal．EffectsofstrainonmechanicalandelectronicpropertiesofSnSeandSnSauxeticmaterials［J］．JournalofUniversityofChineseAcademyofSciences，2017，34(1):8-14．摘要硒化锡(SnSe)和硫化锡(SnS)是具有广泛应用前景的热电材料和光电材料。通过应用第一性原理方法，系统地研究硒化锡和硫化锡的力学性质和能带结

3、构，探讨应变对其性质的影响。发现这些性质是各向异性的。计算应变－应变曲线、杨氏模量、声子谱、声速和应变下的能带结构。发现硒化锡和硫化锡是具有负泊松率的拉胀材料，它们可用于传感器和生物医学等领域;在Z方向施加单轴－5%到5%的应变时，硒化锡的带隙从0.7eV变到1.03eV，硫化锡的带隙从0.85eV变到1.41eV，表明应变是调控硒化锡和硫化锡太阳能转换效率的一种有效方法。关键词硒化锡;硫化锡;第一性原理计算;负泊松率;应变调控中图分类号:O47文献标志码:Adoi:10.7523/j．issn．2095-6134.2017.01.0

4、02EffectsofstrainonmechanicalandelectronicpropertiesofSnSeandSnSauxeticmaterials12211FANGWuzhang，ZHANGLichuan，YANQingbo，ZHENGQingrong，SUGang(1SchoolofPhysicalSciences，UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China;2CollegeofMaterialsScienceandOpto-ElectronicTe

5、chnology，UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)AbstractSnSeandSnSarepromisingthermoelectricandoptoelectronicmaterials．Bymeansofthefirst-principlecalculations，wesystematicallycalculatethemechanicalpropertiesandelectronicstructuresofSnSeandSnSandalsoinv

6、estigatetheeffectsofstrainontheseproperties．Wefindthatthesepropertiesareanisotropic．Wecalculatethestrain-straincurve，Young’smodulus，phonondispersion，soundvelocity，andthebandstructuresunderstrain．WefindthatSnSeandSnSareauxeticmaterialswithnegativePoissonratiowhichcanbeus

7、edinsensorandbiomedicine．WhenstrainisappliedalongtheZdirectionfrom－5%to5%，thebandgapofSnSechangesfrom0.7eVto1.03eVwhilethebandgapofSnSchangesfrom0.85eVto1.41eV，whichindicatesthatstrainisaneffectivemethodforimprovingtheconversionefficienciesofSnSeandSnSassolarcellmateria

8、ls．KeywordsSnSe;SnS;first-principlecalculations;negativePoissonratio;strainengineering*国家自然科学基金(11574309)和国家重点