双层硼烯：衬底与堆垛的影响
材料科学
2022-06-03 v1
摘要
双层硼烯因其出色的力学和电子性质近来引起广泛关注。这些双层的层间相互作用在理论与实验研究中报道不一。在此，我们通过第一性原理计算设计并研究了双层 beta12-硼烯。我们的结果表明，弛豫的 AA 堆垛双层的层间距约为 2.5 Å，表明存在范德华（vdW）层间相互作用。然而，先前的实验并不支持这一点，因此通过约束层间距，我们提出了一种接近实验记录的首选模型。该首选模型在每个晶胞中具有一个共价层间键（单柱）。进一步，我们认为该首选模型无非是在 2% 压缩下的弛豫模型。此外，我们设计了三种在 Ag、Al 和 Au 衬底上支撑的双层结构，其形成双柱结构。随后，我们研究了 AB 堆垛，其在弛豫形式下形成共价键，无需压缩或衬底。而且，声子色散表明，与 AA 堆垛不同，AB 堆垛在自由站立形式下是稳定的。随后，我们计算了 AA 和 AB 堆垛的力学性质。AA 和 AB 堆垛的抗拉强度分别为 12% 应变下的 29.72 N/m 和 8% 应变下的 23.18 N/m。此外，AA 和 AB 堆垛的计算杨氏模量分别为 419 N/m 和 356 N/m。这些结果表明双层硼烯在刚度和柔顺性方面优于双层 MoS2。我们的结果可为未来双层硼烯结构的研究铺平道路。
引用
@article{arxiv.2206.00987,
title = {Bilayer borophene: The effects of substrate and stacking},
author = {Shobair Mohammadi Mozvashi and Mojde Rezaee Kivi and Meysam Bagheri Tagani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.00987},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 4 figs