第五主族原子替位掺杂对砷烯几何结构和电子性质的影响

摘要

点缺陷不可避免存在于新型二维材料中,并往往对其物理性质有重要的影响.该文运用第一性原理计算方法,研究了第五主族原子(N、P、Sb和Bi)替位掺杂对砷烯几何结构和电子性质的影响.首先,研究发现第五主族原子替代掺杂原子在砷烯晶体中会引起明显的局部晶格形变.其次,第五主族原子掺杂会导致二维砷烯晶体能带带隙的不同程度的减小,随后根据电子态密度和差分电荷密度的计算结果对其进行了分析和解释.最后,给出了第五主族原子掺杂砷烯的STM图像,为实验科研者识别和分析砷烯缺陷提供有益的参考.研究结果将对二维砷烯纳米材料在光电器件等领域的应用提供有价值的参考和依据.

关键词

几何结构 / 电子性质 / 形成能 / 稳定性 / STM图像 / 第一性原理计算

基金资助

国家自然科学基金项目(11747044); 湖北省科技厅科研计划项目(2017CFB526); 咸宁市科技局科学技术研究与开发项目(Xnkj-02); 湖北省教育厅省级大学生创新训练项目(201610927015)