KTlO：一种具有高载流子迁移率和可调磁性的金属包裹二维半导体

具有高载流子迁移率和可调磁性的二维 (2D) 材料在纳米电子与自旋电子应用中需求旺盛。本文中，我们通过第一性原理计算预测了一种新颖的二维单层 KTlO，其具有 2.25 eV 的间接带隙（基于 HSE06）以及高载流子迁移率（电子为 1860 $\mathrm{cm^2\ V^{-1}s^{-1}}$，空穴为 2540 $\mathrm{cm^2\ V^{-1}s^{-1}}$）。KTlO 单层的剥离能为 0.56 $\mathrm{J\ m^{-2}}$，表明从块体材料剥离是制备单层和少层材料的可行手段。值得注意的是，KTlO 单层在空穴掺杂下表现出可调磁性与半金属性，这归因于其电子结构中新颖的墨西哥帽状能带与范霍夫奇点。此外，单层 KTlO 在可见光与紫外区域表现出中等的光吸收。单层 KTlO 的带隙值与能带特征可通过双轴和单轴应变强烈调控，以满足各种应用需求。所有这些新颖性质使单层 KTlO 成为未来纳米电子与自旋电子应用中有前景的功能材料。