Índice de refração alto e não-Van der Waals InGaS3 cleavável mecanicamente

Resumo A crescente família de cristais bidimensionais tem sido reconhecida como uma plataforma promissora para a investigação de rica física de baixa dimensão e produção de uma variedade de dispositivos. De particular interesse estão as folhas atômicas de materiais não-Van der Waals recentemente relatadas, que reconfiguram nossa compreensão de ligações químicas e possibilitam heteroestruturas com nova funcionalidade. Aqui, estudamos as propriedades estruturais e ópticas de folhas ultrafinas de InGaS3 não-Van der Waals produzidas por cleavagem mecânica padrão. Nossas cálculos de ab initio revelam ligações covalentes fracas fora do plano, responsáveis pela estrutura em camadas do material. A energia necessária para a isolamento de uma única camada é tão baixa quanto ~50 meVÅ –2, que é comparável com as energias de isolamento de monocamadas de materiais convencionais Van der Waals de 20–60 meVÅ –2. Um estudo abrangente das propriedades estruturais, vibracionais e ópticas do material revela sua ampla banda proibida (2,73 eV), alto índice de refração (>2,5) e perdas negligíveis nas faixas espectrais visíveis e infravermelhas. Essas propriedades o tornam um candidato perfeito para nanofotônica dielétrica em faixa visível.