稳定的薄笼形化合物层

我们探索了元素Si、Ge和Sn在金刚石、笼形化合物和其他竞争结构中的自由站立薄膜，并通过比较相同原子/面积覆盖率ρ下的库恩-沙姆总能量评估其稳定性。我们发现，在3-6单层范围内（金刚石单层单位），表面能稳定了笼形化合物使其相对于体相稳定的金刚石结构或其他竞争者，对于所有三种元素均如此。在约1.3-1.6单层覆盖率下，Si和Ge的稳定层是皱褶蜂窝晶格上的单个原子吸附装饰，形成具有矩形原胞的哑铃装饰图案。类似的Sn层不稳定化为相互连接的Sn₉簇的网络状结构。稳定的薄层非金刚石结构的集合还由2.3单层覆盖率处的Sn金属双原子层完成。