若干基于 Ge 的二维纳米材料的第一性原理分析
材料科学
2020-01-24 v2 应用物理
摘要
采用第一性原理计算研究了包括 GeC、GeN、GeO、GeSi、GeS、GeSe 及锗烯在内的一组二维锗基化合物的结构、电子与动力学性质。在考虑最可能构型并进行精确声子计算后，确定了各体系的最稳定结构。我们引入了锗烯的一种新相，命名为瓦片锗烯（tile germanene），其比已知的六方锗烯显著更稳定。我们应用现代的修正 Becke-Johnson（mBJ）与 DFT1/2 方案，获得了所选二维材料的精确能带结构。可见在该组材料中 GeO 与 GeC 展现出超过 3 eV 的最大带隙。此外，我们论证与六方锗烯的半金属性质相反，瓦片锗烯是极好的导体。我们将半导体二维材料的带边精确对齐至真空能级，以探讨该系统用于水分解与二氧化碳还原的潜在光催化应用。在 Bethe-Salpeter 方法框架下研究了样品的光学性质，包括介电函数、折射率、反射率与能量损失函数。
引用
@article{arxiv.2001.07358,
title = {Ab initio analysis of some Ge-based 2D nanomaterials},
author = {Ali Ghojavand and S. Javad Hashemifar and Mahdi Tarighi Ahmadpour and Alexander V. Shapeev and Amir Alhaji and Qaem Hassanzada},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.07358},
year = {2020}
}
备注
7 pages, 6 figures, 4 tables