应变和C掺杂对单层BN纳米片的电子结构和磁学性质的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了应变和C原子掺杂对单层BN纳米片的电子结构和磁学性质的影响.计算结果表明未掺杂的单层BN纳米片具有宽的直接带隙,在压缩和拉伸应变的作用下,带隙会分别增大和减小,但应变对带隙的调制整体效果不太明显.单个C原子掺入BN纳米片的态密度揭示体系呈现出半金属性(Half-metallicity),磁矩主要源于C 2p态,而B 2p和N 2p态在极化作用下也能提供部分磁矩.两个C原子掺入BN纳米片时,磁性基态会随着C原子的间距发生变化:当两C原子为最近邻(nn)和次近邻(nnn)时,反铁磁态为磁性基态;而当两C原子为次次近邻(nnnn)时,铁磁态为基态,并且其态密度也显示出半金属性.