具有三角形和点状的石墨烯纳米片上的硅：基于第一性原理计算的电子结构、比热和热导率
介观与纳米尺度物理
2019-10-29 v1
摘要
使用密度泛函理论研究嵌入单层石墨烯纳米片中的硅的电子结构、比热和热导率。研究了石墨烯中替代掺杂的硅的两种不同形状，即三角形和点状。对石墨烯纳米片进行硅掺杂，且硅原子在邻位和对位呈三角形排列，这会打开带隙，将该纳米片转化为半导体材料。带隙的打开是由硅和碳原子之间存在排斥力导致费米能级附近的态密度降低引起的。因此，系统的比热和热导率受到抑制。对于以点状构型掺杂硅原子的石墨烯纳米片，在邻位、间位和对位上，价带穿过费米能级。这种掺杂构型增加了费米能级处的态密度，但移动电荷在硅原子周围发生离域并减少。结果，比热和热导率得到增强。替代掺杂硅的石墨烯纳米片可能对光伏发电有益，并且可以通过控制底层原子系统的几何构型进一步改善太阳能电池器件。
引用
@article{arxiv.1908.10614,
title = {Silicon on a graphene nanosheet with triangle- and dot-shape: Electronic structure, specific heat, and thermal conductivity from first-principle calculations},
author = {Hunar Omar Rashid and Nzar Rauf Abdullah and Vidar Gudmundsson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.10614},
year = {2019}
}
备注
RevTeX, 6 pages with 7 included png figures