氧、硫掺杂六方氮化硼单层的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论和投影缀加平面波的第一性原理计算方法,研究了六方氮化硼单层(h-BN)中的氮原子缺陷(VN)、氧原子取代氮原子(ON)和硫原子取代氮原子(SN)时的几何结构、磁性性质和电子结构.研究发现,VN和ON体系形变较小,而SN体系形变较大;h-BN本身无磁矩,但具有N缺陷或者掺杂后总磁矩都是1μB;同时给出了态密度和能带结构.利用掺杂体系的局域对称性和分子轨道理论解释了相关结果,尤其是杂质能级和磁矩的产生.

第一主族元素(Li,Na,K)和第二主族元素(Be,Mg,Ca)掺杂二维六方氮化硼单层的第一性原理计算研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了第一、第二主族元素取代六方BN单层中的B的几何结构、磁性性质和电子结构.研究发现,掺杂的BN单层出现明显的自旋极化特性.对Li,Na,K而言,掺杂后超胞的总磁矩为2μB,对Mg,Ca而言,超胞的总磁矩为1μB,磁矩主要局域在与杂质原子最近邻的N原子上.而对于Be,超胞的总磁矩为0.705μB,磁矩分散在所有的N原子上.对于6种掺杂情况,给出了相应的自旋密度图.掺杂体系产生明显的杂质能级,给出了总态密度和局域投影态密度等结果,分析了杂质能级的产生.发现Mg和Ca掺杂体系的态密度具有明显的半金属特性.