二维五边形PdTe₂中的缺陷工程：调控电子、光学和磁学性质
材料科学
2025-01-07 v2
摘要
最近，五边形PdTe₂单层（p-PdTe₂）的成功合成被报道[Liu et al., Nature Materials 23, 1339 (2024)]。在本工作中，我们对这一材料中的空位进行了广泛的基于第一性原理密度泛函理论（DFT）的计算研究。我们的研究涵盖了各种缺陷构型的电子、光学和磁学性质的演化，并与完整单层（p-PdTe₂）进行了比较。我们发现V_Pd（V_Te）是Te富余（Pd富余）极限下p-PdTe₂单层中最稳定的缺陷。这些缺陷显著改变了单层的电子性质，由于带隙内杂质态的出现，导致其磁学和光学性质发生变化。缺陷复合体V_Pd+4Te被发现使系统产生自旋极化，总磁矩为1.87 μ_B。V_Te对应的低扩散能垒——面内1.13 eV和上下方向0.063 eV——表明其在室温下上下方向的迁移概率更高，如AIMD模拟所揭示的。为了指导实验者，我们还模拟了所有缺陷构型对应的扫描隧道显微镜（STM）图像。此外，我们还计算了产生单空位所需的电子束能量。在缺陷构型的光学吸收光谱中，带边以下出现的有限峰值是各缺陷构型所独有的。我们还计算了缺陷构型相对于完整构型的过剩极化率，发现最大变化发生在红外和可见光区域，为理解其光学响应相对于完整单层的变化提供了见解。
引用
@article{arxiv.2411.06186,
title = {Defect engineering in two-dimensional pentagonal PdTe$_2$: Tuning electronic, optical, and magnetic properties},
author = {Poonam Sharma and Vaishali Roondhe and Alok Shukla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.06186},
year = {2025}
}
备注
14 pages and 12 figures (main manuscript), 5 pages and 8 figures (supplemental material)