新型磷砷异构体的第一性原理预测及物性研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhenghao_w
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
2014年,研究者从三维的层状黑磷中成功地剥离出一种新型的二维材料-黑磷烯。黑磷烯因其独特的带隙特征和高载流子迁移率,引起了研究者们极大的兴趣。众多研究表明,黑磷烯的电子性质可以通过多种途径进行有效的调控,例如几何裁剪成纳米条带、表面化学修饰、形成双层的异质结等。事实上,元素注入或者合金化也是调控纳米材料电子性质的重要手段之一,它可以使纳米电子器件具有更丰富的电子性质。最近,在实验上运用合金化的方法,制备出了性质可调的层状磷砷合金,并且成功地剥离出相应的少数层二维材料。然而,由于对这种二维 PxAs1-x合金的具体晶体结构不清楚,在实验工作中并未提及其电子性质。因此,从理论上确定这种二维 PxAs1-x合金的晶体结构将是一项非常有意义的研究工作。目前,大多数关于二维P0.5As0.5合金的理论工作都以磷烯结构的α-相和β-相作为默认的晶体结构,来研究其它的物理性质。在本论文中,我们系统地对二维P0.5As0.5合金的晶体结构进行了预测,并系统地探讨了这些潜在合金的结构特征、稳定性和基本电子性质。我们的主要工作如下:  (1)基于石墨烯的六角蜂窝状结构,我们从原子起伏和元素分布的角度,提出了25种可能的二维 P0.5As0.5合金晶体结构,并运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统地研究了它们的晶体结构、稳定性和基本的电子性质。我们发现,从原子起伏的角度看,α-相和β-相是最有可能存在的两种构型;从元素分布的情况来看,我们所预测的结构IV比前人提出的结构III略为稳定。同时,我们的结果表明原子起伏和元素分布确实是调节二维P0.5As0.5合金电子性质的有效途径。  (2)其次,我们考虑了两种范德瓦耳斯修正对二维P0.5As0.5合金晶体结构和电子性质的影响。在结构和稳定性方面,无论考虑范得瓦尔斯修正与否,其计算结果基本一致。但是,对于电子性质来说,采用不同的修正方法计算厚度较厚的?-相和?-相时,结果有着明显差异,而其它三个较薄的相却没有明显区别。目前,没有证据表明在计算二维P0.5As0.5合金时哪种方法是合理的。希望我们的研究结果能够引起理论工作者的注意,同时也期待实验上能够给出更精确的结果,帮助我们理解范德瓦耳斯力对这种单层材料的影响。
其他文献
目前生物信息已经涉及到生物识别技术,生物医学及生命科学等研究领域。指纹识别做为历史最悠久的生物识别技术,已被全球大部分国家政府接受与认可,但是在警用领域由于受到犯罪现
非线性光学的迅速发展对激光器的要求越来越高,拓宽激光器输出的波长范围、提高输出光功率成为了一个新的课题。这使得研究非线性晶体的频率转换和提高功率转换效率成为当今
拓扑绝缘体是一种新的绝缘相,其体电子态是有能隙的绝缘体,而表面是无能隙的金属态。拓扑绝缘体由于其独特的性质,使其很有希望应用于自旋电子器件和容错量子计算中,而这两个
本论文首先综述性地介绍了量子力学系统的几何描述形式,从数学结构上分析了其与对应经典系统的关系,其中基本算符期待值作为经典变量,动量项诸如量子涨落和关联函数等作为量
在一场本该严肃的会议中,丹麦首相笑场了.居然没有人认为这是事故,也没有人制止首相,更令人没想到的是,随后,整个议会都“哈哈哈哈哈”笑作一团.rn造成这种奇观的,原来是四头
期刊
小朋友,你有没有听妈妈讲过田螺姑娘的故事呢?这个故事啊,很早很早就有了……晋安帝时,福建侯官这个地方有一个叫谢端的男子,他很早就父母双亡,也没有亲戚,邻居们把他抚养长
由于宇宙线中的μ子在不同物质当中偏转角度分布不同,由此原理可搭建宇宙线成像系统对高Z物质进行成像。搭建宇宙线成像系统,需要研制大面积、高效率、高位置分辨的探测器,以
无论是从理论角度还是从观测角度来看,宇宙学微扰理论都是非常重要的。一般认为,宇宙学微扰是由暴涨前的量子扰动起源的。量子扰动经过暴涨被推到Hubble视界之外并形成原初密
近年来,随着实验技术的发展和理论研究的深入,人们发现大量系统表现出反常输运和非标准统计行为,Lévy飞行就是其中重要的一类。由于存在大的跳跃,Lévy飞行不同于一般的布朗
二十世纪物理学的两大基石是广义相对论和量子力学,将两者有机的统一在一个可行的量子引力理论中一直都是理论物理学家梦寐以求的事情.圈量子引力理论作为一个可能的量子引力