功能化少层硅烯纳米片：关于稳定性、结构与电子性质的密度泛函理论研究
材料科学
2022-03-23 v1
摘要
利用密度泛函理论计算，我们研究了由周期表第III族或第V族原子功能化的少层硅烯纳米片，即双层与三层的性质。我们考虑了SiX双层与SiX三层，其中X = B、N、Al、P。我们在标记为AA（AA'）、AB、AAA（AA'A''）和ABC的几种堆叠构型下计算了这些体系的结构、能量、动力学、弹性和电子性质。结果表明，根据其各自的声子色散谱，AA-SiN、AB-SiN、AA-SiP、AB-SiP、ABC-SiB、ABC-SiAl、AAA-SiP和ABC-SiP纳米片均为动力学稳定的。此外，通过比较掺杂少层硅烯体系与原始硅烯单层、双层及三层纳米片的标准生成焓，我们发现这些结构可在实验中获得。探索这些稳定体系的电子性质时，我们发现用N或P原子功能化的硅烯双层与三层由金属性转变为半导体行为；而当纳米片用B或Al原子功能化时则保持金属性。最后，将我们的结果置于以往硅基体系研究的背景下，我们预见这些纳米片在范德瓦耳斯异质结构、碱金属离子电池、紫外光器件与热电材料中具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.2111.07694,
title = {Functionalized few-layer silicene nanosheets: density functional theory on stability, structural, and electronic properties},
author = {Bruno Ipaves and João F. Justo and Lucy V. C. Assali},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.07694},
year = {2022}
}