Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Forskere laver teoretisk forudsigelse af 2-D halvleder tindioxid

Fig. 1. (a) Atomstrukturen af ​​et 2D δ-SnO2-monolag. (b) Stammen i x -retningen som følge af en påført trækbelastning i y -retningen. Kredit:JIANG Peng

For nylig, Prof. 2 ) enkeltlagsfase (P-4 m 2 ) via beregninger af første principper.

Bulk SnO 2 er en vigtig n-type wide-bandgap (~ 3.6 eV) halvleder og bruges i vid udstrækning som elektrodematerialer, kemiske sensorkomponenter, osv., men systematisk undersøgelse af mulige tinoxidfaser i 2-D mangler stadig. I særdeleshed, givet påstandene om magnetisme i SnO 2 tynde film, det er værd at undersøge, om en stabil SnO 2 2-D fase kan syntetiseres, eller magnetisme kan induceres.

I denne forskning, forskerne leverede direkte bevis på en stabil og ny 2-D fase af SnO 2 (δ- SnO 2 ) med auxetiske egenskaber baseret på densitet funktionel teori metode, hvilket var imponerende for dets negative in-plane Poissons forhold og høje elektronmobilitet.

Ud over, de fandt dobbelte mexicansk-hat-lignende båndkanter nær Fermi-niveauet præsenteret af valensbåndstrukturen i SnO 2 og derfor kan en ferromagnetisk faseovergang og halvmetallisk jordtilstand induceres af hulledoping inden for et meget bredt koncentrationsområde.

De beviste også, at SnO 2 monolag kunne indstilles til enten at være en XY magnet eller en Ising, med en magnetisk kritisk temperatur over stuetemperatur ved korrekte hulkoncentrationer.

Alle ovenstående fund indikerede, at den forudsagte 2-D fase af SnO 2 givet et nyt eksempel på sjælden p-type magnetisme og et potentielt kandidatmateriale til spintroniske applikationer.