石墨烯/BN 封装、表面功能化与分子吸附对层状 InSe 电子性质的影响：第一性原理研究
材料科学
2018-04-17 v1
摘要
通过使用第一性原理计算，我们研究了石墨烯/氮化硼（BN）封装、金属元素（K、Al、Mg 和典型过渡金属）与分子（四氰基对醌二甲烷（TCNQ）和四氰基乙烯（TCNE））的表面功能化对层状硒化铟（InSe）电子性质的影响。研究发现，石墨烯（施主）和 BN（受主）可能表现出相反的电荷转移趋势，这与磷烯中石墨烯和 BN 扮演相同角色（施主）的情况截然不同。对于 InSe/BN 异质结构，由于面外压缩引起的层间距离变化可以有效调节带隙。发现 TCNE 和 TCNQ 分子对 InSe 具有很强的受主能力。对于 K、Al 和 Mg 掺杂的单层 InSe，观察到了从 K 和 Al 原子到 InSe 表面的电荷转移，导致 InSe 的 n 型导电；而在 Mg 掺杂的情况下则观察到了 InSe 的 p 型导电。InSe 的原子级薄结构使得观察和利用掺杂剂在界面处诱导的垂直电场成为可能。合理采用 n 型或 p 型掺杂剂可以调节 InSe 表面/界面附近的功函数、费米能级钉扎、能带弯曲和光吸附效率。对过渡金属原子在 InSe 上吸附的研究表明，Ti、V、Cr、Mn、Co 吸附的 InSe 是自旋极化的，而 Ni、Cu、Pd、Ag 和 Au 吸附的 InSe 是非自旋极化的。我们的结果为保护 InSe 结构并调节其电子性质以应用于纳米电子和电化学器件提供了启示。
引用
@article{arxiv.1804.05180,
title = {Effects of Graphene/BN Encapsulation, Surface Functionalization and Molecular Adsorption on the Electronic Properties of Layered InSe: A First-Principles Study},
author = {Andrey A. Kistanov and Yongqing. Cai and Kun Zhou and Sergey V. Dmitriev and Yong-Wei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.05180},
year = {2018}
}