通过嵌入缺陷和空位增强石墨烯/六方氮化硼异质结构的层间耦合

在二维原子晶体中，六方氮化硼 (hBN) 是制造具有非凡特性异质结构的最杰出材料之一。我们进行第一性原理计算，以确定嵌入的金属原子和空位是否能介导界面耦合并影响石墨烯/hBN 异质结构的结构和电子性质。作为石墨烯和 hBN 层之间的外在缺陷，金属杂质原子（Li、K、Cr、Mn、Co 和 Cu）产生了 $n$ 型掺杂石墨烯。我们还考虑了本征空位缺陷，发现 hBN 中的硼单空位充当石墨烯的磁性掺杂剂，而 hBN 中的氮单空位则充当石墨烯的非磁性掺杂剂。相比之下，hBN 中最小的三角形空位缺陷不太可能导致石墨烯电子输运的显著变化。我们的研究结果表明，相对于电荷掺杂和电子散射，含有一些空位或金属杂质的 hBN 层增强了石墨烯/hBN 异质结构中的层间耦合。