基于第一性原理预测的可切换原子级薄层二维电子化合物
材料科学
2023-01-03 v1
摘要
电子化合物因其过剩的阴离子电子被限制在空腔内，在催化、非线性光学和自旋电子学中具有应用前景。然而，电子化合物的应用受其与环境介质高化学反应活性的限制。本工作中，我们报道发现一类二维（2D）单层电子化合物，其电子结构中存在可切换的近自由电子（NFE）态。与传统的电子化合物（其为金属，浮动电子形成靠近费米能级的部分占据能带）不同，可切换电子化合物是化学活性低得多的半导体，其NFE态位于费米能级上方0.3-1.5 eV处。根据高通量搜索，我们确定了12种具有此类低能NFE态的二维候选材料。其中，11种二维材料可能从已知层状材料剥离得到。在压缩应变等外力作用下，这些源于表面镜像势的NFE态将被向下推以穿过费米能级。值得注意的是，在二维单层NaPdO中，临界半导体-金属转变可由低至3%的应变实现。因此，可切换二维电子化合物可为探索新颖量子现象与现代电子器件应用提供理想平台。
引用
@article{arxiv.2009.01470,
title = {Switchable Atomically Thin 2D Electrides from First-principles Prediction},
author = {Xuhui Yang and Kevin Parrish and Yan-Ling Li and Baisheng Sa and Hongbing Zhan and Qiang Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.01470},
year = {2023}
}
备注
5 pages, 5 figures