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二维BC2N薄片的结构稳定性和电子性质
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641.121[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]武夷学院电子工程系,武夷山354300, [2]厦门大学物理系,厦门361005, [3]厦门大学福建省理论与计算化学重点实验室,厦门361005
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11004165)资助的课题
中文摘要:

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对二维BC2N薄片的结构稳定性和电子性质进行了系统的研究.计算了BC2N化合物16种可能的二维单层结构.对它们的能带结构分析发现,对称性最高的构型与石墨烯一样是一种半金属,而其他二维结构则为有不同带隙的半导体,其中最稳定的构型是带隙值为1.63eV的直接带隙半导体.对最稳定构型的差分电荷密度分析和Bader分析发现:在最稳定的构型中,C—C键、C—N键、C—B键和B—N键主要以共价键的形式呈现,也具有比较明显的离子性.在应力作用下最稳定构型的单层BC2N的带隙宽度会发生变化,压缩时带隙变宽,而拉伸时带隙变窄,但仍然为直接带隙半导体.

英文摘要:

The structural stability and the electronic properties of two-dimensional monolayer BC2N are studied by employing the first principles method based on the density functional theory.16 polymorphic structures of monolayer BC2N are calculated.Analysis of the 16 band structures suggests that the structure with the highest symmetry is of a semimetal which is the same as graphene.All the other structures are of semiconductors with different band gaps,of which the most stable structure is of semiconductor with a direct gap of 1.63 eV.Based on the deformation charge density and the Bader analysis,the bonds C—C,C—N,C—B,and B—N in the most stable monolayer BC2N are mainly covalent,however,they present also significant ionic behaviors.Exerting a stress on the monolayer BC2N sheet changes the band gap,showing that the band gap increases during the compression while decreases during the stretch,and the system keeps a direct semiconductor.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876