锯齿型绿色磷烯纳米带电子性质的量子限域与边缘效应
强关联电子
2020-04-01 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
采用第一性原理密度泛函理论计算，研究了量子限域与边缘效应对锯齿型绿色磷烯纳米带（ZGPNRs）电子性质的影响，其边缘化学物种包含 H、OH、F、Cl、O 和 S，带宽范围为 0.5 ~ 3.7 nm。ZGPNRs 由弛豫后的二维（2D）绿色磷烯单层经不同切割策略获得，并选取能量最有利的带状构型以进一步探究尺寸与边缘效应。研究发现 ZGPNRs 的电子性质与带宽及边缘化学物种强相关。其呈现半导体或金属特性取决于边缘功能化物种。ZGPNRs 在边缘物种为 H、OH、F 或 Cl（第 I 族）时呈半导体行为，而在原始或 O、S 边缘（第 II 族）时显金属特征。第 I 族边缘 ZGPNRs 的导带底（CBM）与价带顶（VBM）主要位于内部 P 原子，边缘 P 与功能化原子贡献甚微。然而，对第 II 族边缘，穿越费米能级的电子能带主要由边缘原子贡献。研究还发现 ZGPNRs 的带隙与功函数可通过改变带宽与边缘功能化物种进行调控。
引用
@article{arxiv.1911.01751,
title = {Quantum confinement and edge effects on electronic properties of zigzag green phosphorene nanoribbons},
author = {Chi Ma and Tianxing Ma and Xihong Peng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.01751},
year = {2020}
}
备注
5 Figures and 5 Pages