Titanium trisulfide monolayer: Theoretical prediction of a new direct-gap semiconductor with high and anisotropic carrier mobility

Angewandte Chemie - International Edition

Volumn 54, Issue 26, 2015, Pages 7572-7576

  Dai, Jun ^a   Zeng, Xiao Cheng ^a  

^a UNIVERSITY OF NEBRASKA LINCOLN   (United States)

Author keywords

carrier mobility; density functional calculations; direct bandgap; semiconductors; titanium trisulfide

Indexed keywords

ANISOTROPY; CALCULATIONS; CARRIER MOBILITY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRON MOBILITY; ELECTRONIC PROPERTIES; ENERGY GAP; GRAPHITE; HOLE MOBILITY; MOLECULAR DYNAMICS; MOLYBDENUM COMPOUNDS; PHONONS; SEMICONDUCTING SILICON; SEMICONDUCTOR MATERIALS; THERMODYNAMIC STABILITY; TITANIUM;

AB INITIO CALCULATIONS; BORN-OPPENHEIMER MOLECULAR DYNAMICS; DIRECT-GAP SEMICONDUCTOR; HIGH CARRIER MOBILITY; LAYERED MATERIAL; ORDERS OF MAGNITUDE; PHONON SPECTRUM; TWO DIMENSIONAL (2 D);

MONOLAYERS;

EID: 85027919686     PISSN: 14337851     EISSN: 15213773     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/anie.201502107     Document Type: Article

References (54)

1. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. Dubonos, I. Grigorieva, A. Firsov, Science 2004, 306, 666-669.
2. S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, ACS Nano 2013, 7, 2898-2926
3. K. J. Koshi, Y. Cui, ACS Nano 2013, 7, 3739-3743.
4. Y. Zhang, Y.-W. Tan, H. L. Stormer, P. Kim, Nature 2005, 438, 201-204
5. K. Novoselov, A. K. Geim, S. Morozov, D. Jiang, M. K. I. Grigorieva, S. Dubonos, A. Firsov, Nature 2005, 438, 197-200
6. A. K. Geim, K. S. Novoselov, Nat. Mater. 2007, 6, 183-191
7. A. Castro Neto, F. Guinea, N. Peres, K. S. Novoselov, A. K. Geim, Rev. Mod. Phys. 2009, 81, 109.
8. Q. H. Wang, K. Kalantar-Zadeh, A. Kis, J. N. Coleman, M. S. Strano, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699-712
9. M. Chhowalla, H. S. Shin, G. Eda, L.-J. Li, K. P. Loh, H. Zhang, Nat. Chem. 2013, 5, 263-275.
10. H. Zeng, C. Zhi, Z. Zhang, X. Wei, X. Wang, W. Guo, Y. Bando, D. Golberg, Nano Lett. 2010, 10, 5049-5055
11. L. Song, L. Ci, H. Lu, P. B. Sorokin, C. Jin, J. Ni, A. G. Kvashnin, D. G. Kvashnin, J. Lou, B. I. Yakobson, Nano Lett. 2010, 10, 3209-3215.
12. L. Chen, C.-C. Liu, B. Feng, X. He, P. Cheng, Z. Ding, S. Meng, Y. Yao, K. Wu, Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 056804
13. B. Feng, Z. Ding, S. Meng, Y. Yao, X. He, P. Cheng, L. Chen, K. Wu, Nano Lett. 2012, 12, 3507-3511
14. P. Vogt, P. De Padova, C. Quaresima, J. Avila, E. Frantzeskakis, M. C. Asensio, A. Resta, B. Ealet, G. Le Lay, Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 155501.
15. M. Dávila, L. Xian, S. Cahangirov, A. Rubio, G. Le Lay, New J. Phys. 2014, 16, 095002.
16. L. Li, Y. Yu, G. J. Ye, Q. Ge, X. Ou, H. Wu, D. Feng, X. H. Chen, Y. Zhang, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 372-377
17. H. Liu, A. T. Neal, Z. Zhu, Z. Luo, X. Xu, D. Tománek, P. D. Ye, ACS Nano 2014, 8, 4033-4041.
18. B. Partoens, F. Peeters, Phys. Rev. B 2006, 74, 075404.
19. K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 136805.
20. J. Qiao, X. Kong, Z.-X. Hu, F. Yang, W. Ji, Nat. Commun. 2014, 5, 4475
21. V. Tran, R. Soklaski, Y. Liang, L. Yang, Phys. Rev. B 2014, 89, 35319
22. J. Dai, X. C. Zeng, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1289-1293
23. H. Guo, N. Lu, J. Dai, X. Wu, X. C. Zeng, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 14051-14059.
24. Y. Wu, Y.-m. Lin, A. A. Bol, K. A. Jenkins, F. Xia, D. B. Farmer, Y. Zhu, P. Avouris, Nature 2011, 472, 74-78
25. F. Schwierz, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 487-496
26. L. Liao, Y.-C. Lin, M. Bao, R. Cheng, J. Bai, Y. Liu, Y. Qu, K. L. Wang, Y. Huang, X. Duan, Nature 2010, 467, 305-308.
27. Y. Yoon, K. Ganapathi, S. Salahuddin, Nano Lett. 2011, 11, 3768-3773
28. B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacometti, A. Kis, Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 147-150.
29. L. Brattås, A. Kjekshus, Acta Chem. Scand. 1972, 26, 3441-3449
30. S. Furuseth, L. Brattas, A. Kjekshus, Acta Chem. Scand. 1975, 29, 623.
31. V. Nicolosi, M. Chhowalla, M. G. Kanatzidis, M. S. Strano, J. N. Coleman, Science 2013, 340, 6139
32. 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, Science 2011, 331, 568-571.
33. K. Novoselov, D. Jiang, F. Schedin, T. Booth, V. Khotkevich, S. Morozov, A. Geim, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 10451-10453.
34. E. Finkman, B. Fisher, Solid State Commun. 1984, 50, 25-28
35. P.-L. Hsieh, C. Jackson, G. Grüner, Solid State Commun. 1983, 46, 505-507.
36. H. G. Grimmeiss, A. Rabenau, H. Hahn, P. Ness, Z. Elektrochem. 1961, 65, 776-783.
37. I. Ferrer, J. Ares, J. Clamagirand, M. Barawi, C. Sánchez, Thin Solid Films 2013, 535, 398-401
38. I. Ferrer, M. Maciá, V. Carcelén, J. Ares, C. Sánchez, Energy Procedia 2012, 22, 48-52.
39. J. O. Island, M. Buscema, M. Barawi, J. M. Clamagirand, J. R. Ares, C. Sánchez, I. J. Ferrer, G. A. Steele, H. S. van der Zant, A. Castellanos-Gomez, Adv. Opt. Mater. 2014, 2, 641-645.
40. Y. Cai, G. Zhang, Y.-W. Zhang, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6269.
41. J. Chen, J. Xi, D. Wang, Z. Shuai, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 1443.
42. J. Xi, M. Long, L. Tang, D. Wang, Z. Shuai, Nanoscale 2012, 4, 4348.
43. M. Long, L. Tang, D. Wang, Y. Li, Z. Shuai, ACS Nano 2011, 5, 2593.
44. X. Li, X. Wu, J. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11065
45. B. Sachs, T. Wehling, K. Novoselov, A. Lichtenstein, M. Katsnelson, Phys. Rev. B 2013, 88, 201402.
46. R. Zacharia, H. Ulbricht, T. Hertel, Phys. Rev. B 2004, 69, 155406.
47. P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G. L. Chiarotti, M. Cococcioni, I. Dabo, et al., J. Phys. Codens. Matter. 2009, 21, 395502.
48. G. Kresse, J. Furthmüller, Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.
49. S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, H. Krieg, J. Chem. Phys. 2010, 132, 154104.
50. H. J. Monkhorst, J. D. Pack, Phys. Rev. B 1976, 13, 5188.
51. J. Heyd, G. E. Scuseria, M. Ernzerhof, J. Chem. Phys. 2006, 124, 219906.
52. J. Bardeen, W. Shockley, Phys. Rev. 1950, 80, 72.
53. M.-Q. Long, L. Tang, D. Wang, L. Wang, Z. Shuai, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17728.
54. J. O. Island, M. Barawi, R. Biele, A. Almazán, J. M. Clamagirand, J. R. Ares, C. Sánchez, H. S. van der Zant, J. V. Álvarez, R. D'Agosta, I. J. Ferrer, A. Castellanos-Gomez, Adv. Mater. 2015, 27, 2595.