从半金属到半导体：第一性原理研究锯齿形SiC纳米带中的电子关联效应
介观与纳米尺度物理
2017-06-21 v2 材料科学
摘要
我们基于第一性原理多体理论方法进行了电子结构计算，以研究氢钝化锯齿形SiC纳米带的准粒子带隙和光学吸收光谱。自能修正采用GW近似，激子效应采用Bethe-Salpeter方程。我们系统研究了宽度在0.6 nm到2.2 nm之间的纳米带。准粒子修正拓宽了Kohn-Sham带隙，这是由于维度降低导致的相互作用效应增强。宽度大于1 nm的锯齿形SiC纳米带在平均场水平上表现出半金属性。自能修正显著增加了带隙，从而将半金属锯齿形SiC纳米带转变为窄带隙自旋极化半导体。在考虑电子-空穴相互作用后，这些纳米带的光学吸收光谱发生显著变化，最窄的纳米带表现出强束缚激子，结合能为2.1 eV。因此，最窄的锯齿形SiC纳米带有望用于光谱红外区域的光电器件，而较宽的纳米带表现出自旋极化，可用于自旋电子学应用。
引用
@article{arxiv.1701.05971,
title = {From Half-metal to Semiconductor: Electron-correlation Effects in Zigzag SiC Nanoribbons From First Principles},
author = {Naresh Alaal and Vaideesh Loganathan and Nikhil Medhekar and Alok Shukla},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.05971},
year = {2017}
}
备注
22 pages, 6 figures (included)