پاسخ نوری نانو‌لایه‌ی دوچهره‌ی هافنیوم‌سولفور‌سلناید با استفاده از حل معادله‌ی بت-سالپیتر

مطالعه‌ی حاضر با بهره‌گیری از تقریب‌های بس‌ذره‌ای و با استفاده از روش تمام‌الکترونی lapw با پتانسیل کامل، پاسخ نانولایه‌ی دوچهره‌ی هافنیوم‌سولفور‌سلناید (hfsse) به باریکه‌ی نوری را محاسبه و با نتایج متناظر از نانولایه‌ی هافنیوم‌دی‌سولفاید (hfs2) مقایسه نموده است. نانولایه‌ی دوچهره‌ی مورد مطالعه یک نیم‌رسانا با گاف الکترونی غیرمستقیم به اندازه‌ی ev 938/0 است، در حالی‌که نانولایه‌ی معمولی hfs2 نیم‌رسانایی با گاف الکترونی ev 114/1 می‌باشد. از حل معادله‌ی بت-سالپیتر (bse)، ترکیب دوچهره دارای ساختار اکسیتونی قوی در ناحیه‌ی درون گاف انرژی الکترونی است، اما ساختار معمولی فاقد ساختار اکسیتونی مقید در این ناحیه است. حل معادله‌ی bse پاشندگی طیف‌های اپتیکی را در هر دو ساختار در انرژی‌های ورای گاف الکترونی تغییر می‌دهد که نشان از اهمیت احتساب برهم‌کنش‌های بس‌ذره‌ای و جفت‌شدگی‌های الکترون-حفره در پاسخ نوری این دسته از مواد است.

optical response of hfsse janus monolayer by solving the bethe-salpeter equation

by means of the many-body approximations and the all-electron full-potential lapw method, the present study has calculated the response of the janus hfsse monolayer to the optical beam, and compared with that of the pristine hfs2 monolayer. the janus monolayer is a semiconductor with an indirect electronic band gap of 0.938 ev, while the pristine hfs2 monolayer is a semiconductor with a 1.114 ev electronic band gap. solving the bethe-salpeter equation (bse) shows that the janus monolayer has a strong excitonic feature inside the electronic energy gap, while the pristine monolayer hasn’t any excitonic feature in this energy region. in the both structures, solving the bse changes the optical dispersions outside the energy gap regions, which this is a sign of the importance of the considering the many-body interactions and the electron-hole coupling in the optical responses of the studied materials.