fe、co、ni掺杂磷烯的第一性原理研究

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1、Fe、Co、Ni掺杂磷烯的第一性原理研究刘远全重庆财经职业学院应用设计系木文基于第一性原理研究了Fe、Co、Ni在P位吸附和掺杂磷烯的稳定性、能带结构、态密度以及差分电荷密度分布.结果表明:在吸附体系中，Co在P位的吸附的稳定性强于Fe、Ni吸附体系;在掺杂体系屮，Fe、Co、Ni在P位掺杂的的稳定性较强的是Ni掺杂体系.Fe、Co、Ni在P位吸附磷烯，可以较好的调控能带结构，从而得到可控性能的半导体材料.在P位掺來Fe、Co、Ni原子的带隙值分别为0.52、0.56和0.4eV.在Fe、Co、Ni掺杂位点上，近邻的两个磷原子

2、周围出现了电子聚集的现象;原因在于Fe、Co、Ni的4s轨道上都有两电子，而非金属的磷原子较容易得到电子.关键词：磯烯;掺杂;能带结构;第一性原理;刘远全（1969-）,男，汉族，重庆人，副教授，主要从事电子材料与自动控制研究.收稿曰期:2017-03-21First-principlesstudyonpropertiesofsingle-layerphosphorenewithdopingiron,cobaltandnickelLIUYuan-QuanDepartmentofApplicationDesign，Chongqi

3、ngCollegeofFinanceandEconomics:Abstract：Inthiswork,thestructuralstabilities,bandstructures,densitiesofstatesandchargedensitydifferencesofiron,cobaltandnickeldopedsingle-layerphosphorenearestudiedbyfirstprinciplesmethod.Theresearchcanbemainlydividedintofollowingresul

4、ts,theadsorptionstabilityofcobaltadsorptionintopofphosphoruspositionisstrongerthanthoseofironandnickelintheadsorptionsystems;aswellasthestabilityofNidopedsystemisthestrongestinthedopingsystems.Theadsorptionofiron，cobaltandnickelonthesurfaceofphosphoruscanbetterregul

5、atetheenergybandstructure,sowecangetcontrollableperformanceofsemiconductormaterials.Thebandgapvalueswere0.52,0.56and0.4eVasiron,cobaltandnickeldopedsingle-layerphosphorene,respectively.Thenearestneighborphosphorusatomsaroundiron,cobaltandnickeldopingsappearelectroni

6、caggregationphenomenon;becauseofiron,cobaltandnickelhavetwoelectronsin4Sorbitandphosphorusatomsareeasiertogetelectrons.Keyword：Phosphorene;Doped;Bandstructures;First-principles;1引言随着时代的进步，传统的材料已经不能满足科技的快速发展.电子产品的增多，能耗也在与H倶增;面对当下的发展现状，人们在不断寻找新型材料来替代传统材料，特别是高性能的能量存储器件

7、和半导体电子器件的制造材料此时，二维晶体材料进入到丫研究者们的视线，其具有优越的电、光、磁学等特性以外，还有独特的结构优势、大的比表面积、特殊的电子结构等特殊性质赋予了二维晶体材料广泛的应用前景[2-3].同时，二维晶体的晶格结构和电子结构可以通过原子吸附和替代掺杂等方式来进行可控的调制；为能源的存储、性能的优化利用保证了条件.在二维晶体材料研究的近几年内，张远波课题组研究发现了性能比较优异的二维半导体材料一即磷烯，单层或者多层的黑磷.众所周知，黑磷具有特殊的晶格结构与电子结构，是直接带隙的半异体材料，且带隙随层数的改变而改变

8、[6-9];黑磷带隙的可控性，使它在光学和电学性能方面拥有巨大的优势，为其研宄的价值增光添彩;同时，也使它在半导体领域成为了新型二维材料研宄的热点m.近来，张远波、封东来、吴骅、陈仙辉等成功制备出了具冇带隙的二维黑磷的场效应晶体管器件m;通过实验对二维黑磷材料做y性能测试表明