Optoelectronic properties of single-layer, double-layer, and bulk tin sulfide: A theoretical study

Journal of Applied Physics

Volumn 113, Issue 23, 2013, Pages

  Tritsaris, Georgios A ^a   Malone, Brad D ^a   Kaxiras, Efthimios ^a  

^a HARVARD UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORBER MATERIAL; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; LAYER STACKING; NUMBER OF LAYERS; OPTOELECTRONIC PROPERTIES; ORTHORHOMBIC CRYSTALS; THEORETICAL STUDY; THIN FILM PHOTOVOLTAIC CELLS;

CALCULATIONS; CRYSTAL STRUCTURE; ELECTRONIC STRUCTURE; PHOTOVOLTAIC CELLS; TENSILE STRAIN;

TIN;

EID: 84879927347     PISSN: 00218979     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.4811455     Document Type: Article

References (62)

1. N. Armaroli and V. Balzani, Angew. Chem. Int. Ed. 46, 52 (2007). 10.1002/anie.200602373
2. S. Chu and A. Majumdar, Nature 488, 294 (2012). 10.1038/nature11475
3. P. Würfel, Physics of Solar Cells: From Basic Principles to Advanced Concepts (John Wiley Sons, 2009).
4. M. A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta, and E. D. Dunlop, Prog. Photovoltaics 20, 12 (2012). 10.1002/pip.2163
5. I. Repins, M. A. Contreras, B. Egaas, C. DeHart, J. Scharf, C. L. Perkins, B. To, and R. Noufi, Prog. Photovoltaics 16, 235 (2008). 10.1002/pip.822
6. W. Albers, C. Haas, and F. van der Maesen, J. Phys. Chem. Solids 15, 306 (1960). 10.1016/0022-3697(60)90253-5
7. A. P. Lambros, D. Geraleas, and N. A. Economou, J. Phys. Chem. Solids 35, 537 (1974). 10.1016/S0022-3697(74)80008-9
8. P. Sinsermsuksakul, J. Heo, W. Noh, A. S. Hock, and R. G. Gordon, Adv. Energy Mater. 1, 1116 (2011). 10.1002/aenm.201100330
9. M. M. El-Nahass, H. M. Zeyada, M. S. Aziz, and N. A. El-Ghamaz, Opt. Mater. 20, 159 (2002). 10.1016/S0925-3467(02)00030-7
10. A. M. Elkorashy, Phys. Status Solidi B 159, 903 (1990). 10.1002/pssb.2221590238
11. N. K. Reddy and K. T. R. Reddy, Physica B 368, 25 (2005). 10.1016/j.physb.2005.06.032
12. J. Vidal, S. Lany, M. d' Avezac, A. Zunger, A. Zakutayev, J. Francis, and J. Tate, Appl. Phys. Lett. 100, 032104 (2012). 10.1063/1.3675880
13. B. Ghosh, M. Das, P. Banerjee, and S. Das, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 92, 1099 (2008). 10.1016/j.solmat.2008.03.016
14. C. Clemen, X. I. Saldaña, P. Munz, and E. Bucher, Phys. Status Solidi A 49, 437 (1978). 10.1002/pssa.2210490203
15. H. Noguchi, A. Setiyadi, H. Tanamura, T. Nagatomo, and O. Omoto, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 35, 325 (1994). 10.1016/0927-0248(94)90158-9
16. K. T. Ramakrishna Reddy, N. Koteswara Reddy, and R. W. Miles, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 90, 3041 (2006). 10.1016/j.solmat.2006.06.012
17. P. D. Antunez, J. J. Buckley, and R. L. Brutchey, Nanoscale 3, 2399 (2011). 10.1039/c1nr10084j
18. J. B. Johnson, H. Jones, B. S. Latham, J. D. Parker, R. D. Engelken, and C. Barber, Semicond. Sci. Technol. 14, 501 (1999). 10.1088/0268-1242/14/6/303
19. I. Masaya, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 93, 375 (2009). 10.1016/j.solmat.2008.11.008
20. P. Sinsermsuksakul, R. Chakraborty, S. B. Kim, S. M. Heald, T. Buonassisi, and R. G. Gordon, Chem. Mater. 24, 4556 (2012). 10.1021/cm3024988
21. K. S. Novoselov, D. Jiang, F. Schedin, T. J. Booth, V. V. Khotkevich, S. V. Morozov, and A. K. Geim, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 10451 (2005). 10.1073/pnas.0502848102
22. J. N. Coleman, M. Lotya, A. O'Neill, S. D. Bergin, P. J. King, U. Khan, K. Young, A. Gaucher, S. De, R. J. Smith, I. V. Shvets, S. K. Arora, G. Stanton, H.-Y. Kim, K. Lee, G. T. Kim, G. S. Duesberg, T. Hallam, J. J. Boland, J. J. Wang, J. F. Donegan, J. C. Grunlan, G. Moriarty, A. Shmeliov, R. J. Nicholls, J. M. Perkins, E. M. Grieveson, K. Theuwissen, D. W. McComb, P. D. Nellist, and V. Nicolosi, Science 331, 568 (2011). 10.1126/science.1194975
23. K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, and T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 105, 136805 (2010). 10.1103/PhysRevLett.105.136805
24. C. Ataca, H. Şahin, and S. Ciraci, J. Phys. Chem. C 116, 8983 (2012). 10.1021/jp212558p
25. P. Johari and V. B. Shenoy, ACS Nano 6, 5449 (2012). 10.1021/nn301320r
26. B. Verberck, B. Partoens, F. M. Peeters, and B. Trauzettel, Phys. Rev. B 85, 125403 (2012). 10.1103/PhysRevB.85.125403
27. E. Scalise, M. Houssa, G. Pourtois, V. Afanas'ev, and A. Stesmans, Nano Res. 5, 43 (2012). 10.1007/s12274-011-0183-0
28. H. C. Hsueh, H. Vass, S. J. Clark, G. J. Ackland, and J. Crain, Phys. Rev. B 51, 16750 (1995). 10.1103/PhysRevB.51.16750
29. L. Makinistian and E. A. Albanesi, Comput. Mater. Sci. 50, 2872 (2011). 10.1016/j.commatsci.2011.05.002
30. L. Makinistian and E. A. Albanesi, Phys. Status Solidi B 246, 183 (2009). 10.1002/pssb.200844235
31. G. Valiukonis, D. A. Guseinova, G. Keivaitb, and A. Sileika, Phys. Status Solidi B 135, 299 (1986). 10.1002/pssb.2221350130
32. Z. Nabi, A. Kellou, S. Méçabih, A. Khalfi, and N. Benosman, Mater. Sci. Eng. 98, 104 (2003). 10.1016/S0921-5107(02)00386-0
33. L. Ehm, K. Knorr, P. Dera, A. Krimmel, P. Bouvier, and M. Mezouar, J. Phys.: Condens. Matter 16, 3545 (2004). 10.1088/0953-8984/16/21/004
34. M. Parenteau and C. Carlone, Phys. Rev. B 41, 5227 (1990). 10.1103/PhysRevB.41.5227
35. J. Y. Kim and S. M. George, J. Phys. Chem. C 114, 17597 (2010). 10.1021/jp9120244
36. M. Calixto-Rodriguez, H. Martinez, A. Sanchez-Juarez, J. Campos-Alvarez, A. Tiburcio-Silver, and M. E. Calixto, Thin Solid Films 517, 2497 (2009). 10.1016/j.tsf.2008.11.026
37. S. S. Hegde, A. G. Kunjomana, K. A. Chandrasekharan, K. Ramesh, and M. Prashantha, Physica B 406, 1143 (2011). 10.1016/j.physb.2010.12.068
38. B. Ghosh, M. Das, P. Banerjee, and S. Das, Appl. Surf. Sci. 254, 6436 (2008). 10.1016/j.apsusc.2008.04.008
39. M. Sugiyama, K. T. R. Reddy, N. Revathi, Y. Shimamoto, and Y. Murata, Thin Solid Films 519, 7429 (2011). 10.1016/j.tsf.2010.12.133
40. W. S. Yun, S. W. Han, S. C. Hong, I. G. Kim, and J. D. Lee, Phys. Rev. B 85, 033305 (2012). 10.1103/PhysRevB.85.033305
41. T. Cao, G. Wang, W. Han, H. Ye, C. Zhu, J. Shi, Q. Niu, P. Tan, E. Wang, B. Liu, and J. Feng, Nat. Commun. 3, 887 (2012). 10.1038/ncomms1882
42. W. Albers, C. Haas, H. J. Vink, and J. D. Wasscher, J. Appl. Phys. 32, 2220 (1961). 10.1063/1.1777047
43. J. Enkovaara, C. Rostgaard, J. J. Mortensen, J. Chen, M. Dułak, L. Ferrighi, J. Gavnholt, C. Glinsvad, V. Haikola, H. A. Hansen, H. H. Kristoffersen, M. Kuisma, A. H. Larsen, L. Lehtovaara, M. Ljungberg, O. Lopez-Acevedo, P. G. Moses, J. Ojanen, T. Olsen, V. Petzold, N. A. Romero, J. Stausholm-Møller, M. Strange, G. A. Tritsaris, M. Vanin, M. Walter, B. Hammer, H. Häkkinen, G. K. H. Madsen, R. M. Nieminen, J. K. Nørskov, M. Puska, T. T. Rantala, J. Schiøtz, K. S. Thygesen, and K. W. Jacobsen, J. Phys.: Condens. Matter 22, 253202 (2010). 10.1088/0953-8984/22/25/253202
44. P. E. Blöchl, Phys. Rev. B 50, 17953 (1994). 10.1103/PhysRevB.50. 17953
45. T. Olsen, J. Yan, J. J. Mortensen, and K. S. Thygesen, Phys. Rev. Lett. 107, 156401 (2011). 10.1103/PhysRevLett.107.156401
46. O. Gritsenko, R. van Leeuwen, E. van Lenthe, and E. J. Baerends, Phys. Rev. A 51, 1944 (1995). 10.1103/PhysRevA.51.1944
47. M. Kuisma, J. Ojanen, J. Enkovaara, and T. T. Rantala, Phys. Rev. B 82, 115106 (2010). 10.1103/PhysRevB.82.115106
48. J. P. Perdew, A. Ruzsinszky, G. I. Csonka, O. A. Vydrov, G. E. Scuseria, L. A. Constantin, X. Zhou, and K. Burke, Phys. Rev. Lett. 100, 136406 (2008). 10.1103/PhysRevLett.100.136406
49. J. Yan, K. W. Jacobsen, and K. S. Thygesen, Phys. Rev. B 86, 045208 (2012). 10.1103/PhysRevB.86.045208
50. I. E. Castelli, T. Olsen, S. Datta, D. D. Landis, S. Dahl, K. S. Thygesen, and K. W. Jacobsen, Energy Environ. Sci. 5, 5814 (2012). 10.1039/c1ee02717d
51. M. S. Hybertsen and S. G. Louie, Phys. Rev. B 34, 5390 (1986). 10.1103/PhysRevB.34.5390
52. W. G. Aulbur, L. Jönsson, and J. W. Wilkins, in Solid State Physics, edited by, H. Ehrenreich, and, F. Spaepen, (Academic Press, 1999), pp. 1-218.
53. J. Deslippe, G. Samsonidze, D. A. Strubbe, M. Jain, M. L. Cohen, and S. G. Louie, Comput. Phys. Commun. 183, 1269 (2012). 10.1016/j.cpc.2011.12.006
54. P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G. L. Chiarotti, M. Cococcioni, I. Dabo, A. Dal Corso, S. de Gironcoli, S. Fabris, G. Fratesi, R. Gebauer, U. Gerstmann, C. Gougoussis, A. Kokalj, M. Lazzeri, L. Martin-Samos, N. Marzari, F. Mauri, R. Mazzarello, S. Paolini, A. Pasquarello, L. Paulatto, C. Sbraccia, S. Scandolo, G. Sclauzero, A. P. Seitsonen, A. Smogunov, P. Umari, and R. M. Wentzcovitch, J. Phys.: Condens. Matter 21, 395502 (2009). 10.1088/0953-8984/21/39/395502
55. J. Yan, J. J. Mortensen, K. W. Jacobsen, and K. S. Thygesen, Phys. Rev. B 83, 245122 (2011). 10.1103/PhysRevB.83.245122
56. S. Sharma, J. K. Dewhurst, A. Sanna, and E. K. U. Gross, Phys. Rev. Lett. 107, 186401 (2011). 10.1103/PhysRevLett.107.186401
57. S. Sharma, J. K. Dewhurst, A. Sanna, A. Rubio, and E. K. U. Gross, New J. Phys. 14, 053052 (2012). 10.1088/1367-2630/14/5/053052
58. A. R. H. F. Ettema, R. A. de Groot, C. Haas, and T. S. Turner, Phys. Rev. B 46, 7363 (1992). 10.1103/PhysRevB.46.7363
59. F. M. Gashimzade, D. G. Guliev, D. A. Guseinova, and V. Y. Shteinshrayber, J. Phys.: Condens. Matter 4, 1081 (1992). 10.1088/0953-8984/4/4/ 018
60. N. Marzari, A. A. Mostofi, J. R. Yates, I. Souza, and D. Vanderbilt, Rev. Mod. Phys. 84, 1419 (2012). 10.1103/RevModPhys.84.1419
61. A. A. Mostofi, J. R. Yates, Y.-S. Lee, I. Souza, D. Vanderbilt, and N. Marzari, Comput. Phys. Commun. 178, 685 (2008). 10.1016/j.cpc.2007.11.016
62. R. Eymard and A. Otto, Phys. Rev. B 16, 1616 (1977). 10.1103/PhysRevB.16. 1616