稀土Gd掺杂新型二维材料磷烯改性研究
2021-08-16张春红李湘环
原子与分子物理学报 2021年3期
张 琦,张春红,2,李湘环
(1.安顺学院数理学院,安顺 561000;2.安顺学院航空电子电气与信息网络工程中心,安顺 561000)
1 引 言
磷烯是由单元素磷构成的,呈蜂窝褶皱状结构的新型二维半导体材料,具有0.59 eV~1.51 eV可调节的直接带隙,而且有载流子迁移率高、导电导热能力良好、漏电流调制率高、各向异性等性质,这些特性使磷烯在半导体领域和光电器件领域的应用备受关注.
于是,学者们相继展开了对磷烯材料的研究.Li等[1]从实验上成功制备了高载流子迁移率的磷烯场效应晶体管.Qiao[2]和张远波等[3]研究了磷烯受层数调控的光电特性,而且有Dai等[4]和Peng等[5]研究得出通过层数和层间的应变力对磷烯材料电子结构的调控机制.黄文俊[6]研究了不同元素(N、As、Sb、Bi)和不同浓度掺杂情况下对磷烯电子性质的影响.Ong等[7]研究发现磷烯受应力调控的热传输的各向异性.为拓宽磷烯在负极材料方面的研究,谭心等[8]用第一性原理研究了Li、Na、K三种原子在磷烯表面吸附的稳定位置和迁移行为.彭勃等[9]在实验上实现了仅用1%的磷烯包覆硅基材料,就能有效抑制负极材料在充放电循环过程中的显著的体积效应,从而提升电化学性能.
研究发现,二维材料磷烯是没有磁性的,这个内禀性限制了其在纳米自旋电子器件上的应用.为此,在磷烯材料中引入和调控磁性成为磁学研究领域的热点问题.目前,关于碱金属元素、过渡金属元素和非金属元素原子掺杂磷烯进行磁性调控的研究已有报道……
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