拉伸形变及电场作用对黑磷烯吸附Si原子电学特性影响的密度泛函理论研究

构建了覆盖度为2.778%的黑磷烯吸附硅原子模型,基于密度泛函理论计算了模型的电子特性,并通过应力及电场对其电子特性进行调控.研究表明:当前研究的覆盖度下, Si原子的吸附导致黑磷烯几何对称性被破坏,加剧了体系内的电荷转移,完成轨道再杂化.使黑磷烯带隙消失,实现了其由半导体向准金属的转变.其稳定的吸附位是位于P原子环中间的H位.拉伸和电场均降低了黑磷烯体系稳定性.拉伸形变使黑磷烯吸附Si原子结构打开带隙,且带隙与形变量成正比,实现对其带隙的调控.电场与拉伸共作用下,电场的引入使黑磷烯吸附Si原子带隙变窄且完成体系由直接带隙向间接带隙的转变.带隙依旧随形变量增加而增加.吸附Si原子的黑磷烯体系带隙可调性高于未吸附体系,且易于实现带隙的稳定调控.