通过设计线缺陷调控五石墨烯电子性质

五石墨烯是一种准二维碳同素异形体，由五边形晶格构成，其中同时存在 sp2 与类 sp3 碳原子。与石墨烯不同，五石墨烯具有非零带隙，这为其用于光电子应用提供了可能。然而，由于观测到的带隙较大，需要诸如掺杂等带隙调控策略。本工作中，采用密度泛函理论计算来确定替代位氮或硅原子的不同数量线缺陷对五石墨烯电子行为的影响。我们的结果表明，这种掺杂可诱导半导体、半金属或金属性行为，具体取决于掺杂原子和靶向杂化（sp2 或类 $sp3$ 碳原子）。特别地，我们观察到 sp2 类碳原子的氮掺杂可在半金属与半导体行为间产生带隙调制。这些结果表明，设计线缺陷可成为调控五石墨烯电子行为的有效途径。