文献类型：期刊文章

作　　者：黄炳铨[1] 周铁戈[2] 吴道雄[3] 张召富[4] 李百奎[1]

Huang Bing-Quan;Zhou Tie-Ge;Wu Dao-Xiong;Zhang Zhao-Fu;Li Bai-Kui(College of Physics and Optoelectronic Engineeing,Shenzhen University,Shenzhen 518060,China;College of Electronic Information and Optical Engineering,Nankai University,Tianjin 300350,China;Hefei National Laboratory of Physical Sciences at the Microscale,University of Science and Technology of China,Hefei 230026,China;Department of Engineering,Cambridge University,Cambridge CB21PZ,United Kingdom)

机构地区：[1]深圳大学物理与光电工程学院,深圳518060 [2]南开大学电子信息与光学工程学院,天津300350 [3]中国科学技术大学,合肥微尺度物质科学国家研究中心,合肥230026 [4]剑桥大学工程系,剑桥CB21PZ

出　　处：《物理学报》

基　　金：国家自然科学基金(批准号:61604098);中央高校基本科研业务费专项(批准号:63191740)资助的课题~~

年　　份：2019

卷　　号：68

期　　号：24

起止页码：246-254

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、EI、IC、INSPEC、JST、RCCSE、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、ZMATH、核心刊

摘　　要：采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统地研究了带缺陷的二维类石墨烯结构的ZnO(graphenelike-ZnO,g-ZnO)的几何结构、电子结构、磁性性质和吸收光谱性质.研究的缺陷类型包括锌原子空位(VZn_g-ZnO)、氧原子空位(VO_g-ZnO)、氮原子取代氧原子(NO_g-ZnO)和表面吸附氮原子(N@g-ZnO).研究发现:NO_g-ZnO体系和N@g-ZnO体系形变较小,而空位体系会引入较大的形变;g-ZnO本身无磁矩,引入Zn空位后,VZn_g-ZnO体系总磁矩为2.00μB;VO_g-ZnO体系无磁矩,但N掺杂后的NO_g-ZnO体系和氮吸附的N@g-ZnO体系的总磁矩分别为1.00μB和3.00μB.利用掺杂体系的局域对称性和分子轨道理论分析了杂质能级和磁矩的产生原因,并且通过分析光吸收曲线得知,引入空位缺陷或者N原子掺杂,可以有效增强g-ZnO单层材料的光吸收性能.研究结果对系统地理解g-ZnO及其缺陷模型的性质有重要意义,可以为发展基于g-ZnO的纳米电子器件和光催化应用提供理论参考.

关 键 词：二维材料  ZNO 缺陷  分子轨道理论 第一性原理计算

分 类 号：O64]