二维双笼目晶格氮烯：具有非平凡角态的直接带隙半导体
材料科学
2023-11-02 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
基于第一性原理计算，我们预测氮原子可组装成单层双笼目晶格（DKL），其具有本征直接带隙半导体的特征，拥有高达 3.460 eV 的带隙。DKL 结构导致具有高有效质量的平价带，而来自狄拉克电子的导带具有小有效质量。这些独特的带边导致载流子迁移率存在显著差异，电子迁移率比空穴高四个数量级。DKL-氮烯中平带的存在可进一步通过增强的光吸收以及以空穴诱导铁磁性为例的关联效应来辨识。有趣的是，DKL-氮烯表现出固有的二阶拓扑态，这由非平凡的二阶 Stiefel-Whitney 数以及体带隙内一维悬浮边态和零维角态的存在所证实。此外，强健的 N-N 键和晶格的弯曲结构确保了热力学稳定性和机械刚度。这些特性使其在纳米器件潜在应用中具有极佳稳定性。
引用
@article{arxiv.2311.00340,
title = {Two-dimensional double-kagome-lattice nitrogene: a direct band gap semiconductor with nontrivial corner state},
author = {Wenzhang Li and Qin He and Xiao-Ping Li and Da-Shuai Ma and Botao Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.00340},
year = {2023}
}
备注
9 pages, 4 figures