二维碳化硅中的量子效应

二维（2D）碳化硅是一种新兴的直接带隙半导体，近期已被合成，在电子器件与光电子学中有潜在应用。此处，我们通过路径积分分子动力学（PIMD）模拟在 25 至 1500~K 温度范围内研究此二维材料的核量子效应。原子间相互作用由拟合密度泛函计算的紧束缚哈密顿量建模。量子原子离域与振动模式非谐性共同导致 2D SiC 结构与热学性质的变化，我们通过将 PIMD 结果与经典分子动力学模拟以及量子谐振近似结果比较来量化之。核量子效应在层面积与原子间距等结构性质中可观。此外，我们考虑 SiC 薄片的{真实}面积，其计入有限温度下的弯曲与涟漪。该面积与面内面积之差在量子原子动力学语境下讨论。弯曲常数（$\kappa = 1.0$ eV）与二维静水压缩模量（$B_{xy}$ = 5.5 eV/\AA$^2$）明显低于石墨烯的相应值。本研究为深入理解 2D SiC 的弹性与力学性质铺平道路。