过渡金属氧化物掺杂二维g-C3N4纳米片半金属性的计算研究
材料科学
2018-04-12 v1
摘要
在本研究中，基于第一性原理计算，我们系统研究了过渡金属氧化物掺杂的二维g-C3N4纳米片（标记为C3N4-TM-O，TM = Sc-Mn）的电子与磁学性质。结果表明，对于所有体系，TM-O均强结合于g-C3N4纳米片。我们发现二维C3N4-TM-O框架在TM = Sc、Ti、V、Cr时为铁磁性，而在TM = Mn时为反铁磁性。所有铁磁体系均表现出半金属性质。此外，基于海森堡模型的蒙特卡洛模拟表明，C3N4-TM-O（TM = Sc、Ti、V、Cr）框架的居里温度（T_c）分别为169 K、68 K、203 K和190 K。基于Bader电荷分析，我们发现费米能级处半金属性的起源可部分归因于电子从TM原子向g-C3N4纳米片的转移。另外，我们发现不仅电子，空穴也能诱导二维g-C3N4纳米片的半金属性，这或许有助于理解石墨型氮化碳半金属性的起源。
引用
@article{arxiv.1804.03779,
title = {Computational study on the half-metallicity in transition metal-oxide-incorporated 2D g-C3N4 nanosheets},
author = {Qian Gao and Huili Wang and Lifu Zhang and Shuanglin Hu and Zhenpeng Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.03779},
year = {2018}
}