PhD (Engineering), Lecturer at the Faculty of Technology
Кандидат технических наук, преподаватель факультета технологии
M.Sc. (Engineering)
Магистр технических наук
Problem. Two-dimensional transition metal dichalcogenides (TMDs) are promising candidates forapplications in next-generation optoelectronic and plasmonic devices due to their outstanding electronic and opticalproperties. However, monolayer CrS2 remains understudied, and its strain-dependent optical response has not beensystematically investigated. Aim. To conduct a comprehensive first‑principles investigation of the effects of biaxial strainon the optoelectronic properties of monolayer CrS2, in order to elucidate the microscopic mechanisms governingstrain‑induced optical responses and to provide a theoretical basis for the design of tunable optoelectronic and plasmonicdevices based on 2D materials. Methods. The study used density function theory (DFT) to analyze the electronic bandstructure, dielectric function, and optical constant under different strain levels. Results. The results show that CrS2possesses a direct bandgap of ~0.96 eV at the K-point, and the complex dielectric function ε(ω) exhibits distinct anisotropybetween in-plane and out-of-plane orientations. Furthermore, optical constants, including refractive index (n), extinctioncoefficient (k), absorption coefficient (α), reflectivity (R), and energy loss function (L), are comprehensively analyzed.Under biaxial strain ranging from −6 % to +6 %, a pronounced variation in the absorption and attenuation coefficients wasobserved, with intensity increasing under tensile strain and decreasing under compressive strain, while reflectivityremained low in the infrared–visible region, confirming optical behavior dominated by absorption. The energy lossfunction revealed that plasmon resonances can be tuned by strain in the ultraviolet region. Conclusions. These findingsdemonstrate that biaxial strain is an effective strategy for tuning the optical response of monolayer CrS2, highlighting itspotential in tunable optoelectronic and plasmonic applications.
Проблема. Двумерные дихалькогениды переходных металлов (TMD) являются перспективными материалами для применения в оптоэлектронных и плазмонных устройствах нового поколения благодаря их выдающимсяэлектронным и оптическим свойствам. Однако монослой CrS2 остается недостаточно изученным, а его оптический отклик при деформации систематически не исследовался. Цель. Провести комплексное первопринципное исследованиевлияния двухосной деформации на оптоэлектронные свойства монослоя CrS2, чтобы раскрыть микроскопические механизмы оптических откликов, обусловленных деформацией, и создания теоретической базы для разработки настраиваемых оптоэлектронных и плазмонных устройств на основе двумерных материалов. Методы. В исследовании использовался метод теории функционала плотности (DFT) для анализа электронной зонной структуры, диэлектрическойфункции и оптических констант при различных уровнях деформации. Результаты. Результаты показывают, что CrS2обладает прямой запрещенной зоной ~0,96 эВ в точке K, а комплексная диэлектрическая функция ε(ω) демонстрируетвыраженную анизотропию между внутриплоскостными и внеплоскостными ориентациями. Проанализированы оптические константы, включая показатель преломления (n), коэффициент экстинкции (k), коэффициент поглощения (α), коэффициент отражения (R) и функцию потерь энергии (L). При двухосной деформации от −6 % до +6 % наблюдаетсязначительное изменение коэффициентов поглощения и экстинкции, при этом интенсивность увеличивается при растяжении и уменьшается при сжатии, а коэффициент отражения остается низким в ИК-видимой области, что подтверждаетдоминирование поглощения. Функция потерь энергии показала возможность настройки плазмонных резонансов деформацией в УФ-области. Выводы. Полученные результаты демонстрируют, что двухосная деформация является эффективным методом настройки оптического отклика монослоя CrS2, что подчеркивает его потенциал в настраиваемыхоптоэлектронных и плазмонных устройствах.