免费论文摘要：低维氮化铝纳米带的第一性道理接洽

连年来在科学和本领接洽上面，Ⅲ-Ⅴ族宽禁带半半导体资料及其器件的运用掀起了一个飞腾。Ⅲ族氮化学物理(氮化硼、氮化镓、氮化铝、氮化铟)具备崇高的光电学个性、耐高温、杰出的资料板滞本质和不易受侵蚀等本质。那些器件在大范围光电集成通路、全色高明显度图像表露、彩色激光打字与印刷、光保存、调理摆设、身下及其外层空间间通讯、紫外探测等工人和农民业消费范围和高科技国防范围具备特殊诱人的远景和要害的意旨。氮化铝(AlN)动作Ⅲ族氮化学物理资料之一，是带隙最宽的半半导体(带隙为6.2eV)，具备高硬度、高的热宁静性和杰出的介电本能[1,2]。表面接洽表白，AlN纳米带(AlNNR)都是半半导体与边际的形势无干[3,4]。AlNNR的电子个性在其附加磁场、空隙缺点等[5,6] 效率下爆发了变革。正文在广义梯度好像(GGA)下，鉴于密度泛函表面(DFT)框架投影缀加波赝势本领(PAW)的第一性道理计划接洽了吊挂键对锯条型边际AlNNR(ZAlNNR)和扶手椅型边际AlNNR(AAlNNR)电子构造和磁性的感化;由六边形网格AlN窄带(h-AlN)和Si单层拉拢成的异质构造层AlNSix(x=2,4,6)的构造和电子个性以及一条硅链掺杂锯条型边际AlN纳米带(ZAlNNRs)的好多构造和电子个性。所获得的重要论断如次：1. 纵然边际用H亚原子饱和的AlN纳米带(AlNNR)利害磁性半半导体，吊挂键使得N亚原子边际不吊挂H的ZAlNNR变成磁性半非金属，Al亚原子边际不吊挂H以及N亚原子和Al亚原子边际都不吊挂H的ZAlNNR变成磁性非金属，N亚原子边际大概Al亚原子边际不吊挂H的AAlNNR变成磁性半半导体。因为在同一面缘的二聚物N亚原子和Al亚原子吊挂键之间较强的贯串，N亚原子和Al亚原子边际都不吊挂H的AAlNNR仍旧利害磁性半半导体。ZAlNNR的N亚原子边际不吊挂H大概Al亚原子边际不吊挂H的磁矩大概是AAlNNR的N亚原子边际不吊挂H大概Al亚原子边际不吊挂H磁矩的一半，因为在每个周期单位里ZAlNNR吊挂键的数量是AAlNNR的一半。自旋进取和自旋向下之间较大的差分电荷密度会合在边际N亚原子上而且沿着N亚原子子格由边际向里面衰减，边际不吊挂H的Al亚原子具有较少的差分电荷密度而且不生存沿着Al亚原子子格边际向里面衰减的局面，说领会ZAlNNR和AAlNNR的N亚原子边际不吊挂H的磁矩大于Al边际不吊挂H时。吊挂键惹起了N亚原子边际不吊挂H的ZAlNNR和AAlNNR在费米能级处实足地自旋极化(100%)，预见着此纳米带构造能被用来创造高功效的自旋极化传输安装。2. 咱们过程计划体例接洽了AlN单层，Si单层，边际用H亚原子饱和的AlN和Si纳米带其为六边形构造而且辨别由2、4、6条之字形链横过纳米带宽窄，贯串成的六边形AlNSix(x=2,4,6)异质层其包括有之字形边境的六边形网格AlN窄带(h-AlN)和Si单层的构造和电子个性。AlN单层是带隙为2.56eV的转弯抹角带隙半半导体，而Si单层能带中因为其最低未吞噬导带(LUCB)和最高吞噬价带(HOVB)订交于隔绝Γ到Z点2/3处的k点而具备非金属个性。计划截止表露，6-ZAlNNR动作一典范例子，其LUCB和HOVB在Z地区边境上产生边际态，因其相映的电荷辨别散布在边际的Al和N亚原子上。在具备非金属性的6-ZSiNR内的Z地区边境邻近的费米能级处产生了一条笔直的边际态，其因为相映的电荷会合在边际的Si亚原子上。H-AlN窄带和Si单层之间边际态的杂化，引导了在异质构造AlNSix之字形边境处边境态的展示，其电荷散布于具备成键和反键的电子个性边境处的两个亚原子上。3. 沿用鉴于密度泛函表面下投影缀加波第一性道理计划，体例地接洽了简单硅链掺杂锯条型边际AlN纳米带(ZAlNNRs)的好多构造和电子个性。 Si-Al, Si-N, Si-H和Al-H之间为离子键，而N-H为典范的共价键。因为是因为N亚原子紧牵制电子的轨迹小于Si和Al。掺杂了一条硅链的ZAlNNR呈现款属性，此本质与硅链在纳米带中的掺杂场所无干而且来自于Si和Al亚原子更加是它们的p电子轨迹的奉献。硅链替代ZAlNNR的一条边境时，其能带中最高的价带和最低的导带之间的带隙在Z点最小。最高的价带和最低的导带重要根源于Si链和迩来邻N亚原子的奉献。

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