硼氮掺杂C64-石墨炔材料几何及电子结构第一性原理

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对新型碳单原子层平面结构——C64-石墨炔的硼、氮掺杂结构进行研究.当硼原子分别替代C64-石墨炔中碳六元环和四元环上的一个碳原子时,获得稳定的四元环位B掺杂C64-石墨炔结构和六元环位B掺杂C64-墨炔结构(简称B4环掺杂结构和B6环掺杂结构).两种结构仍然表现为二维平面结构,晶格常数分别为9.378×10^-10和9.383×10^-10m;当硼和氮原子交替替代C64-石墨炔中四元环和碳链上的碳原子时,得到链位B,N掺杂C64-石墨炔稳定平面结构(简称BN链掺杂结构),晶格常数为9.393×10^-10m.单个硼原子掺杂的B4环掺杂结构和B6环掺杂结构均因掺杂使体系由半导体转变为金属.硼、氮原子交替取代的BN链掺杂结构是带隙为2.56 eV的半导体.

In_xGa_(1-x)N纳米管能带调制的研究

采用密度泛函理论方法计算(9,0)单壁GaN纳米管替代掺杂不同浓度In体系电子结构特性,通过调制能带从而探究该体系掺杂后的电学方面的特性。研究结果表明:In掺杂到GaN后In-N的键变长,GaN晶胞体积增大,带宽变窄,使得材料电导率有所提高。

双空位掺杂氟化石墨烯的电子性质和磁性

基于密度泛函理论,计算了外来原子X(Al,P,Ga,As,Si)双空位替代掺杂氟化石墨烯的电子特性和磁性.通过对计算结果分析发现,与石墨烯的双空位掺杂类似,氟化石墨烯的双空位掺杂也是一种较为理想的掺杂方式.通过不同原子掺杂,氟化石墨烯的电子性质与磁性均发生很大变化:Al和Ga掺杂使氟化石墨烯由半导体变为金属,并且具有磁性;P和A8掺杂使氟化石墨烯变为自旋半导体;Si掺杂氟化石墨烯仍是半导体,只改变带隙且没有磁性.进一步讨论磁性产生机制获得了掺杂原子浓度与磁性的关系,并且发现不同掺杂情况的磁性是由不同原子的不同轨道电子引起的.双空位掺杂不仅丰富了氟化石墨烯的掺杂方式,其不同电磁特性也使此类掺杂结构在未来的电子器件中具有潜在应用.