掺杂二维金刚石：性质与应用
材料科学
2024-01-10 v2 计算物理
摘要
在本文中，我们通过第一性原理计算研究了掺杂二维金刚石 CX（X = B 或 N）纳米片在 AAA 和 ABC 堆垛构型下的结构、热力学、动力学、弹性和电子性质。这些体系由 3 层类金刚石石墨烯组成，两层 50% 掺杂的石墨烯之间夹一层未掺杂的石墨烯。我们基于第一性原理分子动力学模拟、声子色散谱以及 Born 力学稳定性判据的分析结果表明，所有四种结构均是稳定的。此外，它们的标准生成焓值与近期通过压缩三层石墨烯合成的原始二维金刚石相近。CX（X = B 或 N）体系表现出高弹性常数值和可与金刚石相比的刚度。CN 纳米片呈现宽间接带隙，这可能有利于类似六方氮化硼（h-BN）的应用，例如作为高迁移率二维器件的衬底。另一方面，CB 体系为具有直接带隙的半导体，带隙范围在 1.6 - 2.0 eV，且有效质量小，这些特征可能有利于高载流子迁移率和光电子学应用。
引用
@article{arxiv.2308.00124,
title = {Doped 2D diamond: properties and applications},
author = {Bruno Ipaves and João F. Justo and Biplab Sanyal and Lucy V. C. Assali},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.00124},
year = {2024}
}