吸附原子诱导的硅烯局部重构
材料科学
2013-11-27 v1 介观与纳米尺度物理
计算物理
摘要
利用第一性原理密度泛函理论，研究了硅烯与 Si、C、H、O、Ti 原子以及 H、HO 和 O 分子的相互作用，并分析了由此诱导的功能性。最初吸附在硅烯顶位的 Si 吸附原子将下方的 Si 原子向下推，形成具有 3+1 配位的哑铃状结构。这一预测对硅烯研究至关重要，揭示了与多层 Si 形成相关的新物理现象，这显然是缺失的硅层状结构的前驱态。我们发现，哑铃结构赋予了非磁性裸硅烯依赖于覆盖率的电子和磁学性质。更有趣的是，带有哑铃结构的硅烯在能量上比原始硅烯更有利：哑铃覆盖率越高，内聚力越强。顺便提及，这些结构似乎介于硅烯和硅之间。最初吸附在桥位的 C 吸附原子若克服较小的能垒，可取代一个 Si 原子。O 分子可在硅烯表面解离，其组成氧原子通过形成强键氧化硅烯。通过改变碳、氢和氧原子的浓度和修饰，可以调节硅烯的带隙。通过吸附氢或钛吸附原子，硅烯获得自旋极化态。在特定的均匀 Ti 吸附原子覆盖率下，可实现半金属铁磁行为，这可能作为自旋阀发挥作用。
引用
@article{arxiv.1311.6657,
title = {Local Reconstructions of Silicene Induced by Adatoms},
author = {V. Ongun Özçelik and S. Ciraci},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.6657},
year = {2013}
}
备注
Accepted for publication in The Journal of Physical Chemistry http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp408647t