ZnO(110)衬底上单层黑磷烯的外延生长

二维黑磷烯作为新一代半导体材料,具有可调带隙和高载流子迁移率等优点,具有广阔的应用前景.但二维黑磷烯目前还不能直接大规模制备,限制了其进一步的研究和应用.分子束外延是一种广泛使用的具有较高外延质量的单晶薄膜生长方法,在制备二维黑磷烯方面具有广阔的应用前景.本文基于密度泛函理论计算筛选了ZnO(110)、GaN(110)、BP(110)和SiC(110)四种潜在的衬底,研究了二维黑磷烯在这些衬底上的生长情况.研究表明,ZnO(110)上的黑磷单层及团簇结构是稳定的,且磷在该表面扩散特性也有助于磷团簇的成核生长.本研究为高效制备二维黑磷烯及其他二维材料提供了有益的指导....

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Published in化学物理学报（英文版） Vol. 37; no. 1; pp. 79 - 86
Main Authors 赵程宇, 张铭军, 赵宋焘, 李震宇
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 青岛科技大学化学与分子工程学院光电传感与生命分析教育部重点实验室,青岛 266042%中国科学技术大学精准智能化学重点实验室,合肥 230026 2024
Subjects
Ab initio molecular dynamics
外延生长
从头算分子动力学
密度泛函理论
Black phosphorene
Density functional theory
黑磷烯
Epitaxial growth
过渡态理论方法
Climbing-image nudged elastic band
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ISSN1674-0068
DOI10.1063/1674-0068/cjcp2304032

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Summary:二维黑磷烯作为新一代半导体材料,具有可调带隙和高载流子迁移率等优点,具有广阔的应用前景.但二维黑磷烯目前还不能直接大规模制备,限制了其进一步的研究和应用.分子束外延是一种广泛使用的具有较高外延质量的单晶薄膜生长方法,在制备二维黑磷烯方面具有广阔的应用前景.本文基于密度泛函理论计算筛选了ZnO(110)、GaN(110)、BP(110)和SiC(110)四种潜在的衬底,研究了二维黑磷烯在这些衬底上的生长情况.研究表明,ZnO(110)上的黑磷单层及团簇结构是稳定的,且磷在该表面扩散特性也有助于磷团簇的成核生长.本研究为高效制备二维黑磷烯及其他二维材料提供了有益的指导.
ISSN:1674-0068
DOI:10.1063/1674-0068/cjcp2304032