南京信息工程大学：半导体BeN4纳米带的电子和光学特性
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Journal of Physics and Chemistry of Solids
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Electronic and optical properties of semiconducting BeN<sub>4</sub> nanoribbons
Zhu M.; Li Q.; Zhang L.; Su J.; Yang C.; Wang H.
Published：2024-08-01
DOI：10.1016/j.jpcs.2024.112054
研究发现：BeN<sub>4</sub>纳米带的电子和光学性质
研究背景
在当今社会，随着科技的不断发展，人们对下一代光电子和电子器件的需求日益增长。然而，现有的研究领域存在一个问题：单层BeN<sub>4</sub>由于零带隙的特性，无法作为半导体在未来的光电子学和电子学中发挥作用。这促使科学家们进行了一项新的研究，以寻找解决这一问题的方法。
研究内容
最近，一项关于二维Dirac半金属BeN<sub>4</sub>的研究成果在《Journal of Physics and Chemistry of Solids》上发表了（Phys. Rev. Lett. 126, 175,501, 2021）。研究表明，将BeN<sub>4</sub>单层沿着锯齿方向切割可以打开适度的带隙。锯齿状BeN<sub>4</sub>纳米带具有Be端的非磁性（NM）半导体特性，具有适度的直接带隙和良好的光吸收能力。边缘由Be和N原子占据的纳米带是非磁性半导体或铁磁（FM）/非磁性金属，其电子性质与边界N原子的类型密切相关。如果两个边缘都由五边形N原子占据，则其为反铁磁（AFM）半导体；如果两个边缘都由六边形N原子占据，则其为非磁性直接带隙半导体。如果一个边缘由六边形N原子终止，另一个边缘由五边形N原子终止，则纳米带将表现为铁磁半导体。我们还探讨了锯齿状BeN<sub>4</sub>纳米带在氢化处理下的电子性质。这些优异的特性使锯齿状BeN<sub>4</sub>纳米带在光电子和自旋电子器件中具有巨大的应用潜力。
研究意义
这项研究的创新之处在于通过首次原理计算展示了锯齿状BeN<sub>4</sub>纳米带的电子和光学性质。这些发现为未来光电子学和自旋电子学领域的发展提供了新的思路和可能性，为下一代器件的设计和制造带来了希望。
通过这项研究，我们看到科学家们不断探索新的材料和结构，以满足社会对于更高性能和更多功能的需求。希望未来能有更多的研究能够取得类似的突破，为科技进步和社会发展贡献力量。
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