二维碳基与氮化硼基化合物的半金属性及电子-空穴液体

在一系列二维碳基结构中，预测了由取代原子介导的绝缘体-金属转变。根据合理的化学规则在四六碳 [Carbon 137 (2018) 266] 的选定位置引入 Si 原子，诱导出无带隙打开的平庸能带反转所导致的金属性。剩余 C 原子被 BN 二聚体额外取代，未引起金属性质的变化。获得了一系列同构的二维材料，其具有通过交换第 IV 族元素得到的等电子结构，并展现出不同的带隙。通过声子分析以及超越谐近似、直至室温的分子动力学验证了动力学稳定性。这些半金属化合物具有良好嵌套的载流子口袋，是形成激子绝缘体的良好候选。