衬底对磷族元素单层中氧化过程的抑制
材料科学
2023-11-21 v1
摘要
二维材料为器件设计提供了一个有趣的平台。然而，氧化会剧烈改变体系的性质，这需要被考虑。通过 ab initio 计算，我们研究了自由站立和 SiC 支撑的 As、Sb 和 Bi 单元素层。氧化过程通过 O 自旋态转变发生，该转变在 Landau-Zener 转变框架内得以解释。此外，我们研究了氧化势垒和自旋轨道耦合的作用。我们的计算指出，与自由站立单层相比，SiC 衬底的存在缩短了氧化时间尺度。我们提取了与自旋转变分析相符的能垒转变。此外，自旋轨道耦合与氧化机制相关并改变了时间尺度。对于自由站立体系，能垒随磷族元素从 As 到 Sb 到 Bi 而降低，而对于 SiC 支撑体系，能垒在磷族元素族中反而升高。我们计算的能垒证实了 SiC 支撑体系对抗氧化的鲁棒性增强。
引用
@article{arxiv.2307.00138,
title = {Substrate suppression of oxidation process in pnictogen monolayers},
author = {R. L. H. Freire and F. Crasto de Lima and A. Fazzio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.00138},
year = {2023}
}