对称破缺诱导的二维铬基材料在纳米电子学与清洁能源转换中的多功能特性
计算物理
2022-05-16 v1
摘要
结构对称破缺可导致奇异的物理性质，在决定系统功能方面起着关键作用，尤其是对于二维（2D）材料。本文证明，通过用N原子替换原始CrY（Y=P、As、Sb）单层一个面上的Y原子（即形成Janus Cr2NY单层）来打破反演对称，可实现二维铬基材料的多种功能。这些功能包括自旋无隙、极低功函数、诱导载流子掺杂与催化活性，主要归因于Janus Cr2NY单层的巨大本征偶极，使其在各种应用中具有巨大潜力。具体而言，Cr2NSb被发现为自旋无隙半导体，Cr2NP与Cr2NHPF可对两张具有不同浓度的石墨烯片同时诱导n型与p型载流子掺杂（形成本征p-n垂直结），且Cr2NY表现出优异的电催化析氢活性，甚至优于基准Pt。结果证实，打破对称是一种用于合理设计多功能二维材料的有前景的方法。
引用
@article{arxiv.2205.06660,
title = {Symmetry-breaking-induced multifunctionalities of two-dimensional chromium-based materials for nanoelectronics and clean energy conversion},
author = {Lei Li and Tao Huang and Kun Liang and Yuan Si and Ji-Chun Lian and Wei-Qing Huang and Wangyu Hu and Gui-Fang Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.06660},
year = {2022}
}