刘雪飞, 吕 兵， 肖文君， 罗子江

(1.贵州师范大学 物理与电子科学学院， 贵阳 550025； 2.贵州财经大学信息学院， 贵阳 550025；)

1 引 言

得益于二维材料优异的电学，光学，热学以及力学特性，在过去十几年关于二维材料在实验和理论上的研究成果十分丰富. 其中比较有代表性的是石墨烯(graphene)[1, 2]，过渡金属二硫化物[3-6]，磷烯[7, 8]，碳氮化合物[9, 10]. 其中，特别是以sp2杂化形成的石墨烯单层结构于2004年就已经被成功制备[1, 2]，它展示出强烈的双极性电场效应，电子和空穴浓度达到1013/cm2量级，室温下的迁移率达到了～10,000 cm2/V·s量级[1]. 体相III-V族半导体材料的成功应用使得人们也开始对二维III-V族材料进行研究并取得丰硕成果[11-16]. 此外，关于二维异质结方面的研究也有大量文献报道[17-20]. 我们前期工作对25种III-V族二维材料进行基于第一性原理方法的系统计算，并取得比较系统的研究成果[21]. 近年来，实验上通过外延生长技术已经成功制备出超薄的类石墨烯氮化铝(graphene-like AlN, g-AlN)纳米结构[22]，二维g-AlN与硅衬底和石墨烯组成的三明治结构也在2019年进行报道[23]. 这些二维类石墨烯g-AlN成功制备的实验结果不仅证明了二维g-AlN在光电领域具有出色的前景，也表明对基于g-AlN的理论计算具有实际意义. 然而，在实验制备过程缺陷的引入必然将严重影响氮化铝材料的光电性质. 因此，对二维g-AlN 中的缺陷性质进行研究显得十分重要.

在我们前期工作中，对二维g-AlN/石墨烯异质结中引入Al和N 空位进行深入计算，结果表明空位缺陷对肖特基势垒高度具有显著的……