边缘修饰对锗烯纳米带电子结构的影响

孙翠翠; 毕舰镭

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边缘修饰对锗烯纳米带电子结构的影响

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本工作利用第一性原理研究了氢化效应对扶手椅型锗烯纳米带(AGeNRs)几何结构和电子结构的影响,分别计算了几何结构与稳定性、能带结构以及态密度,研究了形成能和能带结构随各种带宽度函数的变化。通过增加带的宽度,AGeNRs的带隙尺寸根据三种不同的趋势减小。基于这些趋势,可以将其分为三类,分别命名为N=3P、N=3P+1、N=3P+2,N是宽度上的锗原子数,P是整数。研究表明,裸露边缘的AGeNRs稳定性较低,氢化处理可以提高纳米带的稳定性,其中双氢化结构的稳定性最高。其次,边缘利用H原子进行修饰后,电荷密度发生转移,整个材料的电子和光学特性发生变化,说明边缘效应影响其电学和光学性质。对于裸露边缘和单氢化方式,其带隙符合N=3P+2>N=3P>N=3P+1;而对于双氢化处理和单氢化-双氢化的混合结构,其带隙符合N=3P>N=3P+1>N=3P+2。由于纳米带都是直接带隙,可以推测此类AGeNRs可能适用于光学领域,而且其电子和光学性质可以通过纳米带宽度以及氢化方式在很宽的范围内进行调节。

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来源
《材料导报》 |2023年第13期|147-154|共8页
作者
孙翠翠; 毕舰镭;
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作者单位

山东交通学院材料科学与工程系;

北京工业大学材料与制造学部;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类半导体性质;
关键词
锗烯; 电子结构; 氢化效应; 第一性原理;

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