边缘效应对磷烯纳米带电子性质的影响
材料科学
2014-10-09 v1
摘要
二维少层黑磷晶体结构最近已被制备出来，并在电子学应用中展现出巨大潜力。在本工作中，我们采用第一性原理密度泛函理论计算，研究了边缘效应和量子限域对磷烯纳米带（PNR）电子性质的影响。除了本征情况外，我们还研究了一系列宽度高达 3.5 nm 的纳米带在不同边缘官能团（如 H、F、Cl、OH、O、S 和 Se）下的情况。研究发现，对于本工作中考虑的所有边缘基团，扶手椅型磷烯纳米带（APNRs）均为半导体。然而，锯齿型磷烯纳米带（ZPNRs）则根据其边缘化学基团的不同，表现出半导体或金属行为。I 族边缘（H、F、Cl、OH）与 P 原子形成饱和键，边缘态远离带隙。然而，II 族边缘（本征、O、S、Se）与 P 原子的 pz 轨道形成弱的非饱和键，并将边缘态引入带隙内。这些 II 族纳米带的边缘态出现在带隙内的费米能级附近，从而闭合了 ZPNRs 的带隙。对于 APNRs，这些边缘态位于导带底，导致带隙减小。
引用
@article{arxiv.1404.5995,
title = {Edge effects on the electronic properties of phosphorene nanoribbons},
author = {Xihong Peng and Qun Wei and Andrew Copple},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.5995},
year = {2014}
}
备注
13 pages, 5 figures and 1 table