CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC BĂNG NANO GERMANENE MỘT CHIỀU ĐƯỢC PHA TẠP B: MỘT NGHIÊN CỨU DFT | Ngọc | TNU Journal of Science and Technology

CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC BĂNG NANO GERMANENE MỘT CHIỀU ĐƯỢC PHA TẠP B: MỘT NGHIÊN CỨU DFT

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 01/08/22                Ngày hoàn thiện: 16/09/22                Ngày đăng: 16/09/22

Các tác giả

1. Hoàng Văn Ngọc Email to author, Viện Phát triển Ứng dụng - Trường Đại học Thủ Dầu Một
2. Triệu Quỳnh Trang, Trường Cao đẳng Sư phạm Nam Định

Tóm tắt


Công trình này nghiên cứu vật liệu germanene một chiều (băng nano germanene (GeNRs)) khi được pha tạp các nguyên tử B. Cấu trúc và đặc tính điện từ của hệ trước và sau pha tạp sẽ được nghiên cứu và khảo sát. Có hai tỷ lệ pha tạp được nghiên cứu: B: Ge = 1: 2 và B: Ge = 1: 3. Với bốn cấu hình được nghiên cứu, các cấu hình ổn định và giữ được cấu trúc tổ ong lục giác sau khi pha tạp B. Lý thuyết được sử dụng để nghiên cứu là lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT), kết hợp với phần mềm VASP để mô phỏng vật liệu trên hệ thống máy tính hiệu năng cao. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng cấu hình 1-2 (2) có độ rộng vùng cấm mở rộng đến 0,585eV, do đó cấu hình này có tiềm năng ứng dụng trong các bóng bán dẫn trường ở nhiệt độ phòng. Sự lai hóa đa quỹ đạo s-p, sự phân bố và dịch chuyển điện tích trong các cấu hình pha tạp cũng sẽ được nghiên cứu chi tiết. Nghiên cứu mở ra các ứng dụng trong tương lai trong lĩnh vực điện tử nano và công nghệ bán dẫn.

Từ khóa


Germanene một chiều; Pha tạp boron; Cấu hình pha tạp; Các cấu hình; Vật liệu một chiều

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo


[1] K. S. Novoselov and A. K. Geim, “The rise of grapheme,” Nat. Mater, vol. 6, no. 3, pp. 183-191, 2007.

[2] V. B. Mohan, D. Liu, K. Jayaraman, M. Stamm, and D. Bhattacharyya, “Improvements in electronic structure and properties of graphenederivatives,” Adv. Mater. Lett., vol. 7, no. 6, pp. 421-429, 2016.

[3] A. H. C. Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, “The Electronic Properties of Graphene,” Rev. Mod.Phys., vol. 81, no. 109, pp. 1-48, 2009.

[4] A. K. Geim, “Graphene: Status and Prospects,” Science, vol. 324, no. 5934, pp. 1530-1534, 2009.

[5] M. Antonio and G. Miano, “Electrical properties of graphene for interconnect applications,” Applied Sciences, vol. 4, no. 2, pp. 305-317, 2014.

[6] P. Bazylewski and G. Fanchini, “Graphene: Properties and Applications,” Engineering Comprehensive Nanoscience and Nanotechnology, vol. 1, no. 3, pp. 287-304, 2019.

[7] N. J. Roome and J. D. Carey, “Beyond graphene: stable elemental monolayers of silicene and germanene,” ACS Appl. Mater Interfaces, vol. 6, no. 10, pp. 7743-7750, 2014.

[8] K. Takeda and K. Shiraishi, “Theoretical possibility of stage corrugation in Si and Ge analogs of graphite,” Physical Review B., vol. 50, no. 20, pp. 14916–14922, 1994.

[9] S. Cahangirov, M. Topsakal, E. Aktürk, H. Şahin, and S. Ciraci, “Two- and One-Dimensional Honeycomb Structures of Silicon and Germanium,” Physical Review Letters., vol. 102, 2009, Art. no. 236804.

[10] Z. Ni, Q. Liu, K. Tang, J. Zheng, J. Zhou, R. Qin, Z. Gao, D. Yu, and J. Lu, "Tunable bandgap in silicene and germanene," Nano letters, vol. 12, no. 1, pp. 113-118, 2011.

[11] B. V. D. Broek, M. Houssa, E. Scalise, G. Pourtois, V. Afanas‘ev, and A. Stesmans, "First-principles electronic functionalization of silicene and germanene by adatom chemisorption," Applied Surface Science, vol. 291, no. 30, pp. 104-108, 2014.

[12] M. E. Dávila, L. Xian, S. Cahangirov, A. Rubio, and G. L. Lay, “Germanene: a novel two-dimensional germanium allotrope akin to graphene and silicone,” New J. Phys., vol. 16, 2014, Art. no. 095002.

[13] L. Li, S. z. Lu, J. Pan, Z. Qin, Y. Q. Wang, Y. Wang, G. Y. Cao, S. Du, and H. J. Gao, “Buckled germanene formation on Pt (111),” Advanced Materials, vol. 26, no. 28, pp. 4820-4824, 2014.

[14] M. Derivaz, D. Dentel, R. Stephan, M. C. Hanf, A. Mehdaoui, P. Sonnet, and C. Pirri, “Continuous germanene layer on Al (111),” Nano letters, vol. 15, no. 4, pp. 2510-2516, 2015.

[15] H. Oughaddou, S. Sawaya, J. Goniakowski, B. Aufray, G. L. Lay, J. Gay, G. Tréglia, J. Bibérian, N. Barrett, and C. Guillot, "Ge/Ag (111) semiconductor-on-metal growth: Formation of an Ag 2 Ge surface alloy," Physical Review B, vol. 62, 2000, Art. no. 16653.

[16] A. Acun, L. Zhang, P. Bampoulis, M. Farmanbar, A. V. Houselt, A. N. Rudenko, M. Lingenfelder, G. Brocks, B. Poelsema, and M. I. Katsnelson, “Germanene: the germanium analogue of grapheme,” J. Phys.: Condens. Matter, vol. 27, 2015, Art. no. 443002.

[17] M. Houssa, G. Pourtois, V. V. Afanas’ev, and A. Stesmans, “Electronic properties of two-dimensional hexagonal germanium,” Appl. Phys. Lett., vol. 96, 2010, Art. no. 082111.

[18] N. J. Roome and J. D. Carey, “Beyond Graphene: Stable Elemental Monolayers of Silicene and Germanene,” ACS Appl. Mater. Interfaces, vol. 6, no. 10, pp. 7743–7750, 2014.

[19] A. Nijamudheen, R. Bhattacharjee, S. Choudhury, and A. Datta, “Electronic and Chemical Properties of Germanene: The Crucial Role of Buckling,” J. Phys. Chem. C, vol. 119, no.7, pp. 3802–3809, 2015.

[20] S. Trivedi, A. Srivastava, and R. Kurchania, “Silicene and Germanene: A First Principle Study of Electronic Structure and Effect of Hydrogenation-Passivation,” Journal of Computational and Theoretical Nanoscience, vol. 11, no. 3, pp. 781-788, 2014.

[21] Y. Cai, C.-P. Chuu, C. M. Wei, and M. Y. Chou, “Stability and electronic properties of two-dimensional silicene and germanene on grapheme,” Phys. Rev. B, vol. 88, 2013, Art. no. 245408.

[22] M. Ye, R. Quhe, J. Zheng, Z. Ni, Y. Wang, Y. Yuan, G. Tse, J. Shi, Z. Xiang, and G. J. Lu, “Tunable band gap in germanene by surface adsorption,” Physica. E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, vol. 59, pp. 60-65, 2014.

[23] X. Li, S. Wu, S. Zhou, and Z. Zhu, “Structural and electronic properties of germanene/MoS2 monolayer and silicene/MoS2 monolayer superlattices,” Nanoscale Res. Lett., vol. 9, 2014, Art. no. 110.

[24] M. M. Monshi, S. M. Aghaei, and I. Calizo, “Edge functionalized germanene nanoribbons: impact on electronic and magnetic properties,” RSC Advances, vol. 7, no. 31, pp. 18900-18908, 2017.

[25] Q. Pang, Y. Zhang, J.-M. Zhang, V. Jib, and K.-W. Xuc, “Electronic and magnetic properties of pristine and chemically functionalized germanene nanoribbons,” Nanoscale, vol. 3, no. 10, pp. 4330-4338, 2011.

[26] W. Xia, W. Hu, Z. Li, and J. Yang, “A first-principles study of gas adsorption on germanene,” Physical Chemistry Chemical Physics, vol. 16, no. 41, pp. 22495-22498, 2014.

[27] A. Samipour, D. Dideban, and H. Heidari, “Impact of substitutional metallic dopants on the physical and electronic properties of germanene nanoribbons: A first principles study,” Results in Physics, vol. 18, 2020, Art. no. 103333.




DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.6313

Các bài báo tham chiếu

  • Hiện tại không có bài báo tham chiếu
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên
Phòng 408, 409 - Tòa nhà Điều hành - Đại học Thái Nguyên
Phường Tân Thịnh - Thành phố Thái Nguyên
Điện thoại: 0208 3840 288 - E-mail: jst@tnu.edu.vn
Phát triển trên nền tảng Open Journal Systems
©2018 All Rights Reserved