二维氧化亚锡中的空位与掺杂剂：一项第一性原理研究
材料科学
2022-02-02 v1
摘要
层状氧化亚锡（SnO）提供了一种令人振奋的二维（2D）半导体体系，在下一代电子学和光催化应用方面具有巨大的技术潜力。本研究结合第一性原理模拟与应变场分析，考察了单层 SnO 中氧（O）空位的结构动力学以及由互补的轻量掺杂剂（即 C、Si、N、P、S、F、Cl、H 和 H）对其进行的官能化。我们的结果表明，在富 Sn 生长条件下，O 空位是主要的本征缺陷，其活跃扩散特性可与石墨烯空位相媲美。取决于替代物种的选择及其在材料中的浓度，掺杂 SnO 体系在促进 / 型倾向、降低功函数以及单层金属化方面展现出显著机遇。研究发现 N 和 F 掺杂剂与宿主晶格表现出优越的机械兼容性，其中 F 尤其可能参与替代并形成具有高开放空气稳定性的简并掺杂相。本文报道的发现表明，在富 Sn 条件下对 O 空位进行生长后填充，为二维氧化亚锡的掺杂提供了一条可行途径，为在新兴技术中利用缺陷工程 SnO 纳米结构开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2011.10203,
title = {Vacancies and dopants in two-dimensional tin monoxide: An ab initio study},
author = {Devesh R. Kripalani and Ping-Ping Sun and Pamela Lin and Ming Xue and Kun Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.10203},
year = {2022}
}