基于卤键与拼砌理论设计单层碘烯
材料科学
2023-10-31 v2 介观与纳米尺度物理
化学物理
摘要
Xenes（烯类材料）是由单一元素组成的二维（2D）单层材料，以石墨烯为典型代表，已引起广泛关注。以往大多数 Xenes 中，X 取自 IIIA 族至 VIA 族元素，具有共价键的成键特征。本工作中，我们首次揭示了卤键在二维 VIIA 族单层材料中的关键作用；卤键是一种独特的键合类型，其相互作用强度介于共价键与范德华相互作用之间。结合巧妙的非边对边拼砌理论以及采用精化局域密度泛函 M06-L 的先进第一性原理方法，我们提供了一种精确而有效的自下而上构建以卤键为主导的二维碘单层片（碘烯）的方法，并成功设计了一类稳定的碘烯，包括人字形、毕达哥拉斯、回转截角六边形（即双原子-kagome）以及回转六边形拼砌图案。这些碘烯结构展现出丰富的性质，如平带、非平庸拓扑以及引人入胜的光学特性，为未来的实验研究提供了有价值的见解与指导。我们的工作不仅揭示了二维材料中未被探索的卤键成键机制，也为设计其他非共价键合二维材料开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2309.06184,
title = {Design monolayer iodinenes based on halogen bond and tiling theory},
author = {Kejun Yu and Botao Fu and Runwu Zhang and Da-shuai Ma and Xiao-ping Li and Zhi-Ming Yu and Cheng-Cheng Liu and Yugui Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.06184},
year = {2023}
}
备注
6 pages, 4 figures