原子级薄金属烯的电子与结构性质
材料科学
2025-02-25 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
尽管金属元素由于其各向同性的金属键而倾向于三维(3D)几何结构，但实验已报道金属也具有二维(2D)同素异形体，即所谓的金属烯。虽然块体金属的电子和结构性质已为人所知，但原子级薄金属烯的相应知识仍然分散。因此，在本工作中，我们使用密度泛函理论研究了具有蜂窝状、正方形和六边形晶格及其屈曲对应结构的45种元素金属的电子和结构性质，生成了包含270种金属烯及其性质的综合目录。我们系统地展示了它们的结构、能量和电子结构性质，并讨论了与其3D对应物相比的异同。结果表明，简单金属和贵金属表现出相似的特征，且缺乏屈曲六边形晶格。除了零散的例外情况，键长、内聚能和投影态密度等多种性质的趋势均由配位数决定，并表现出系统性规律。这种系统性的报告为金属烯的选择和分类提供了必要参考，有助于进一步开展实验工作，将其开发用于催化、传感、等离激元和纳米电子学应用。
引用
@article{arxiv.2502.17131,
title = {Electronic and structural properties of atomically thin metallenes},
author = {Kameyab Raza Abidi and Pekka Koskinen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.17131},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 10 figures