氧功能化的Mn$_2$C MXene是一种半导体反铁磁体和高效可见光吸收剂
材料科学
2024-08-01 v1
摘要
锰基MXene因其丰富的磁相以及相应MAX相已被制备而具有实验制备的可能性，成为有前景的二维材料。本文系统研究了氧终端MnC MXene的几何构象和自旋解，并进行了后续多体计算以获得可靠的电子和光学性质。通过超胞磁序图案利用正确的自旋排序来降低能量对于MnCO体系至关重要。稳定的基态MnCO构象是反铁磁性的，Mn原子上自旋向上和向下呈锯齿形排列。反铁磁性质与母体MAX相甚至清洁的贫化MnC片层一致。其他磁态和几何构象在能量上非常接近，为材料中的状态切换提供了可能性。后续的多体GW和Bethe-Salpeter方程计算表明，反铁磁MnCO具有间接半导体特性，基本带隙为2.1 eV（直接带隙为2.4 eV），第一个明亮光学跃迁在1.3 eV，第一个明亮激子具有极强的束缚能（1.1 eV）。MnCO能高效吸收整个可见光范围和近紫外范围（10% - 20%）。
引用
@article{arxiv.2406.01385,
title = {Mn$_2$C MXene Functionalized by Oxygen is a Semiconducting Antiferromagnet and Efficient Visible Light Absorber},
author = {Jiří Kalmár and František Karlický},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.01385},
year = {2024}
}