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含空位二维六角氮化硼电子和磁性质的密度泛函研究

魏哲 袁健美 李顺辉 廖建 毛宇亮

含空位二维六角氮化硼电子和磁性质的密度泛函研究

魏哲, 袁健美, 李顺辉, 廖建, 毛宇亮
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  • 基于密度泛函理论的第一性原理计算, 研究了含B原子空位(VB), N原子空位(VN), 以及含B–N键空位 (VB+N)缺陷的二维氮化硼(h-BN)的电子和磁性质. 在微观结构上, VB体系表现为在空位附近的N原子重构成等腰三角形, VN体系靠近空穴的B 原子形成等边三角形, VB+N体系靠近空穴处的B和N原子在h-BN平面上重构为梯形. 三种空位缺陷都使h-BN的带隙类型从直接带隙转变为间接带隙. VB体系的总磁矩为1.0 μB, 磁矩全部由N原子贡献. 其中空穴周围的三个N原子磁矩方向不完全一致, 存在着铁磁性和反铁磁性两种耦合方式. 对于VN 体系, 整个晶胞内的总磁矩也为1.0 μB, 磁矩在空穴周围区域呈现一定的分布.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11004166, 11101346, 11374251)、湖南省教育厅科学研究基金(批准号: 11B126, 12K046, YB2011B029)、湖南省自然科学基金(批准号: 12JJ9002)、信息光子学与光通信国家重点实验室(北京邮电大学)开放基金和国家级大学生创新创业训练计划(批准号: 201210530002, 201210530013) 资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-06-11
  • 修回日期:  2013-07-15
  • 刊出日期:  2013-10-05

含空位二维六角氮化硼电子和磁性质的密度泛函研究

  • 1. 湘潭大学材料与光电物理学院, 微纳能源材料与器件湖南省重点实验室, 湘潭 411105;
  • 2. 湘潭大学数学与计算科学学院, 科学工程计算与数值仿真湖南省重点实验室, 湘潭 411105
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11004166, 11101346, 11374251)、湖南省教育厅科学研究基金(批准号: 11B126, 12K046, YB2011B029)、湖南省自然科学基金(批准号: 12JJ9002)、信息光子学与光通信国家重点实验室(北京邮电大学)开放基金和国家级大学生创新创业训练计划(批准号: 201210530002, 201210530013) 资助的课题.

摘要: 基于密度泛函理论的第一性原理计算, 研究了含B原子空位(VB), N原子空位(VN), 以及含B–N键空位 (VB+N)缺陷的二维氮化硼(h-BN)的电子和磁性质. 在微观结构上, VB体系表现为在空位附近的N原子重构成等腰三角形, VN体系靠近空穴的B 原子形成等边三角形, VB+N体系靠近空穴处的B和N原子在h-BN平面上重构为梯形. 三种空位缺陷都使h-BN的带隙类型从直接带隙转变为间接带隙. VB体系的总磁矩为1.0 μB, 磁矩全部由N原子贡献. 其中空穴周围的三个N原子磁矩方向不完全一致, 存在着铁磁性和反铁磁性两种耦合方式. 对于VN 体系, 整个晶胞内的总磁矩也为1.0 μB, 磁矩在空穴周围区域呈现一定的分布.

English Abstract

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