位错作为金刚石中的天然量子线
材料科学
2022-10-25 v1
摘要
我们利用杂化交换关联泛函从第一性原理研究了金刚石中滑移系位错的电子性质，发现原子尺度的位错核态产生了典型的准一维（1D）能带结构，即天然量子线。核态的位置与特征随局域结构强烈变化，其中具有悬键的混合位错表现出具有特征性一维态密度（) 的一维金属性能带。该一维费米气体在空间上局域于沿位错核的单原子直径轨道链。当核内悬键发生重构时，一维金属性能带消失。相比之下，金刚石中的纯刃型位错呈现出带隙为 3.0 eV 的一维半导体。这些计算为长期观察到的与金刚石中位错相关的蓝色发光带提供了可能的解释。这为利用位错作为具有由原子尺度核态产生的功能（电子与光学）性质的一维量子相打开了大门。
引用
@article{arxiv.2210.12224,
title = {Dislocations as natural quantum wires in Diamond},
author = {Sevim Polat Genlik and Roberto C. Myers and Maryam Ghazisaeidi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.12224},
year = {2022}
}