本文采用基于密度泛函的第一性原理研究了石墨炔型α-BC2N,β-BCN,γ-BC2N的结构稳定性、力学性质、电子结构和光学性质.结合能和声子谱验证了三种新结构是稳定存在的.研究力学性质时发现,γ-BC2N泊松比仅有0.41,垂直于平面的方向具有...本文采用基于密度泛函的第一性原理研究了石墨炔型α-BC2N,β-BCN,γ-BC2N的结构稳定性、力学性质、电子结构和光学性质.结合能和声子谱验证了三种新结构是稳定存在的.研究力学性质时发现,γ-BC2N泊松比仅有0.41,垂直于平面的方向具有较好的抗压缩能力;α-BC2N,β-BCN的泊松比较大,可用作柔性薄膜材料.三种材料的带隙值分别是2.541, 0.241和1.711 e V,均是直接带隙半导体.这是因为B, N原子的介入打破了原有结构对称性,从而打开了石墨炔的带隙值.三种半导体的带隙值受应变的调控,均随应变值的增加而带隙变窄.光学性质表明新结构可对相当宽的能量范围内的光子产生响应.其中,α-BC2N和γ-BC2N的光子吸收行为从可见光区开始,而β-BCN则可吸收从红外持续到紫外能量范围内的光子.同时,三种材料的反射率都很低,光子透过率很强,可用做吸波材料.展开更多
文摘本文采用基于密度泛函的第一性原理研究了石墨炔型α-BC2N,β-BCN,γ-BC2N的结构稳定性、力学性质、电子结构和光学性质.结合能和声子谱验证了三种新结构是稳定存在的.研究力学性质时发现,γ-BC2N泊松比仅有0.41,垂直于平面的方向具有较好的抗压缩能力;α-BC2N,β-BCN的泊松比较大,可用作柔性薄膜材料.三种材料的带隙值分别是2.541, 0.241和1.711 e V,均是直接带隙半导体.这是因为B, N原子的介入打破了原有结构对称性,从而打开了石墨炔的带隙值.三种半导体的带隙值受应变的调控,均随应变值的增加而带隙变窄.光学性质表明新结构可对相当宽的能量范围内的光子产生响应.其中,α-BC2N和γ-BC2N的光子吸收行为从可见光区开始,而β-BCN则可吸收从红外持续到紫外能量范围内的光子.同时,三种材料的反射率都很低,光子透过率很强,可用做吸波材料.
