C₃N带隙调控的第一性原理研究

摘要

采用基于密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）的第一性原理计算,研究了堆垛方式、层数及外加电场对C₃N的带隙调控.考察了AA-1型、 AA-2型、 AB-1型和AB-2型这4种堆垛结构,计算表明, AB-2型堆垛结构能量最为有利.通过HSE06杂化泛函对带隙进行了精确计算,发现AA型堆垛与AB型堆垛的双层C₃N存在较大的带隙差异, AA型堆垛结构的带隙要明显小于AB型堆垛结构.此外,还发现C₃N的带隙可由单层的1.21 eV调控到体相的0.69 eV;通过施加外加垂直电场,可以将具有AB-2型堆垛结构的双层、三层和四层C₃N半导体调控为趋于零带隙的金属.

关键词

第一性原理计算 / C₃N / 堆垛 / 带隙调控