双层六方氮化硼（h-BN）中 B 与 N 位空位缺陷诱导的铁磁性
材料科学
2020-10-28 v1 无序系统与神经网络
摘要
我们利用密度泛函理论（DFT）研究了六方氮化硼（h-BN）中 AB 堆叠双层硼与氮空位的电子与光学性质。态密度（DOS）与电子能带结构表明，双层 h-BN 中的硼空位导致磁性且导电的基态。带隙能量从原始 BN 双层的 4.56 eV 到双层中单个氮空位的 0.12 eV 不等。考虑 1,3,4-硼空位时，观察到半金属特性。而 2-硼空位构型导致金属特性。具有 1,2,3,4-氮空位的双层带隙分别为 0.39、0.33、0.28 和 0.12 eV，显著小于原始带隙。此外，B 与 N 空位在 h-BN 双层中诱导铁磁性。硼空缺体系的最大总磁矩在 4-硼空位构型下为 6.583 μB。氮空位体系在 4-氮空位构型下为 3.926 μB。系统的光学响应以吸收系数、折射率和介电常数的形式给出，涵盖原始及缺陷构型。硼空缺体系在 0.9–1.4 eV 能量范围及氮空缺体系在 0.5–0.8 eV 能量范围的介电常数负值，为其用于负折射率光学材料提供了可能。本研究表明，双层 h-BN 中的 B 与 N 空位在基于纳米结构的电子学、光电子学与自旋电子器件中具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.2003.09611,
title = {Induced Ferromagnetism in bilayer Hexagonal Boron Nitride (h-BN) on vacancy defects at B and N sites},
author = {B. Chettri and P. K. Patra and Tuan V. Vu and Lalrinkima and Abu Yaya and Kingsley O. Obodo and Ngoc Thanh Thuy Tran and A. Laref and D. P. Rai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.09611},
year = {2020}
}