吸收与吸附：二维材料中杂质的高通量计算
材料科学
2023-04-04 v2
摘要
二维（2D）材料通过杂质原子掺杂发生于两种不同机制：二维晶体的吸收（absorption）或表面的吸附（adsorption）。为区分相关机制，我们系统性地用 65 种不同化学元素在吸收位点和吸附位点对 53 种实验合成的二维单层进行掺杂。所得到的 17,598 个掺杂单层结构是使用新开发的 ASE \texttt{DefectBuilder}（一个用于构建二维和块体材料中点缺陷的 Python 工具）生成的，随后通过自动化高通量密度泛函理论（DFT）工作流进行弛豫。我们发现，对于具有大晶格参数的宿主材料，部分填充价电子的小掺杂剂倾向于间隙位置。相反，由于吸附位点相比间隙位点配位数更低，价电子数少的掺杂剂更偏好吸附原子。弛豫结构、表征参数、缺陷形成能和磁矩（自旋）均可在开放数据库中获取，以帮助推进我们对二维材料中缺陷的理解。
引用
@article{arxiv.2207.05353,
title = {Absorption $\textit{versus}$ Adsorption: High-Throughput Computation of Impurities in 2D Materials},
author = {Joel Davidsson and Fabian Bertoldo and Kristian S. Thygesen and Rickard Armiento},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.05353},
year = {2023}
}
备注
Joel Davidsson and Fabian Bertoldo contributed equally