二维Nb3Cl8、Nb3Br8和Nb3I8物理性质的第一性原理研究
介观与纳米尺度物理
2024-12-05 v1 材料科学
摘要
在最近的一项进展中，具有kagome晶格和电子拓扑平带的Nb3Cl8二维晶体已被实验制备（Nano Lett. 2022, 22, 4596）。受上述进展的启发，在本工作中，我们进行了第一性原理计算，以探索Nb3X8（X=Cl, Br, I）纳米片的结构、声子色散关系、单层剥离能和力学特性。获得的声子色散关系揭示了Nb3X8（X=Cl, Br, I）单层的动力学稳定性。为了从块体对应物中分离出单层晶体，我们预测了Nb3Cl8、Nb3Br8和Nb3I8单层的剥离能分别为0.24、0.27和0.28 J/m²，这明显低于石墨烯的剥离能。我们发现Nb3X8单层是具有各向同性弹性和各向异性拉伸强度的相对坚固的纳米片。此外，研究表明，随着Nb3X8纳米片中卤素原子原子量的增加，力学特性下降。所呈现的结果为新型二维Nb3X8（X=Cl, Br, I）体系的关键物理性质提供了有用的见解。
引用
@article{arxiv.2412.03360,
title = {A first-principles study on the physical properties of two-dimensional Nb3Cl8, Nb3Br8 and Nb3I8},
author = {Bohayra Mortazavi and Xiaoying Zhuang and Timon Rabczuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.03360},
year = {2024}
}