二维 Si$_x$C$_y$ 单层的新型成键模式与光电性质
材料科学
2020-04-15 v1
摘要
寻找具有新颖光学和电子性质的新型二维(2D)材料始终是材料开发所期望的。在此，我们报道了从富C到富Si不同化学计量比的二维SiC化合物的全面理论预测。除了先前已知的六方SiC片层外，我们确定了两种迄今未知且具有独特成键特征的结构基元。第一类二维SiC单层，包括t-SiC和t-SiC片层，可用四方晶格描述。其中，t-SiC单层片的特征是每个碳原子与四个相邻硅原子在几乎同一平面内结合，构成准平面四配位矩形单元。更有趣的是，我们的计算表明该结构表现出应变依赖的绝缘体-半金属转变，暗示其在应变依赖的光电传感器中具有广阔应用前景。第二类二维SiC片层以具有乙炔键(-CC-)的硅石墨炔(silagraphyne)为特征。硅石墨炔表现出高孔径和高泊松比。这些性质使其成为分离膜和催化中潜在的重要材料。此外，所提出的结构之一，-硅石墨炔，是一种带隙为0.89 eV的直接带隙半导体，在可见光区具有强吸收峰，在超薄晶体管、光学传感器件和太阳能电池器件中具有广阔应用前景。
引用
@article{arxiv.1612.08668,
title = {Novel bonding patterns and optoelectronic properties of the two-dimensional Si$_x$C$_y$ monolayers},
author = {Dong Fan and Shaohua Lu and Yundong Guo and Xiaojun Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.08668},
year = {2020}
}
备注
7 pages, 6 figures