具有可调电子与拓扑性质的氮化硼嵌入单层石墨烯
介观与纳米尺度物理
2023-12-01 v1 材料科学
摘要
在基于石墨烯的体系中寻找有效且可控的方式来打开可观能隙一直是备受关注的研究难题。我们提出低 BN 掺杂的氮化硼与石墨烯杂化体（h-BNC）可作为能隙工程与谷电子学应用的理想平台。我们报道了对嵌入石墨烯中能量有利的 BN 团簇的原子构型与能隙打开的系统性第一性原理研究。基于第一性原理计算，我们构建了紧束缚模型以模拟大超晶胞中的一般掺杂构型。出乎意料地，计算发现低掺杂下能隙对有效 BN 浓度呈线性依赖，源于 B 和 N 掺杂剂交替替代时在两个 C 子晶格上诱导的有效在位能差。具有数百 meV 量级显著且可调的能隙，同时保留石墨烯的拓扑性质并可在实验室中可行制备，为在室温下实现石墨烯体系中的谷物理应用提供了巨大机遇。
引用
@article{arxiv.2311.18320,
title = {BN-embedded monolayer graphene with tunable electronic and topological properties},
author = {Chih-Piao Chuu and Wei-En Tseng and Kuan-Hung Liu and Ching-Ming Wei and Mei-Yin Chou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.18320},
year = {2023}
}