Topological band structure transitions in honeycomb antimonene as function of buckling
采用第一性原理计算研究了单层$β$ -Sb（锑烯）从扁平蜂窝结构到平衡屈曲结构的能带拓扑，并采用紧束缚模型和低能哈密顿量进行了分析.在平坦单层Sb中，费米能级出现在两个扭曲狄拉克锥的交叉点附近，一个与$p_z$ -轨道相关，另一个与$\{p_x,p_y\}$ -轨道相关。这两个圆锥体的不同取向的三重翘曲导致异常形状的节线，这导致各向异性的面内输运性质和角极性。轻微的屈曲沿着节线打开了一个缺口，除了剩下的六个狄拉克点，受到对称性的保护。在增加的屈曲下，相反缠绕数的狄拉克点对在临界屈曲角处湮灭。在第二临界角，当能带结构变成平凡半导体时，剩余的狄拉克点消失。讨论了自旋轨道耦合和边缘态。
2019-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Buckling in Armored Droplets
利用耗散粒子动力学模拟，在介观水平上解决了由固体颗粒（装甲液滴）稳定的液滴中的屈曲机制问题。我们考虑在癸烷溶剂中的球形水滴涂覆有两种不同类型的纳米颗粒单层：Janus和均匀。所选择的颗粒产生可比较的初始三相接触角，选择该接触角以使界面处的吸附能最大化。我们研究了液滴形状的演变，分层的颗粒，它们的分布在界面上的液滴的体积减少时，之间的相互作用。我们发现，Janus粒子强烈影响的形状的液滴形成一个火山口般的抑郁症。这种演变是积极控制的紧密堆积的颗粒单层在弯曲的界面。相反，均匀的颗粒被动地跟随液滴的体积减小，其形状不会偏离球形太多，即使当在界面处检测到纳米颗粒单层/双层过渡时。我们讨论了这些屈曲装甲液滴可能是相关的各种应用，包括潜在的药物输送系统和功能表面的仿生设计。
2017-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Carbosilicene and germasilicene: Two 2D materials with excellent structural, electronic and optical properties
利用第一性原理计算，我们研究了CSi 7（碳硅烯）和GeSi 7（锗硅烯）单分子膜的二维类硅烯结构的结构、光学和电子性质。我们发现，CSi7和GeSi7单分子膜具有不同的屈曲，这预示着一种新的方式来控制硅类结构的屈曲。CSi 7具有半导体性质，间接带隙为0.25eV，而GeSi 7是半金属。此外，在单轴拉伸应变下，CSi 7的半导体性质转变为金属性质，这表明CSi 7可以用于应变传感器和应变开关等应变电子器件。GeSi 7在应变下没有重要的响应。GeSi 7相对于CSi 7、硅烯和石墨烯具有更高的介电常数，并且它可以用作高性能电容器中的2D材料。结合能和形成能的计算表明，CSi7比GeSi7更稳定。此外，我们研究了这些新材料的光学性质，我们发现CSi 7和GeSi 7可以显着增加硅烯的光吸收。所得结果为调控类硅烯结构的电学和光学性质以满足纳米电子器件的不同应用提供了一条新的途径。
2022-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Anomalously low thermal conductivity of two-dimensional GaP monolayers: A comparative study of the group GaX (X = N, P, As)
随着二维氮化镓（GAN）平面蜂窝结构的成功合成，二维GAN的声子输运性质得到了报道。然而，通过用N取代同一主族中的其他元素，在Ga基材料中的热输运仍然不清楚，这是更广泛的应用。本文基于第一性原理计算，对二维GaX（X = N，P，As）的声子输运性质进行了全面的研究.发现GaP的热导率（1.52 Wm-1 K-1）出乎意料地超低，这与GAN和GaAs形成鲜明对比，尽管它们具有类似的蜂窝几何结构。基于PJTE理论，GaP和GaAs稳定在屈曲结构中，不同于GAN的平面结构。与GAN和GaAs相比，GaP具有最强的声子非谐性，因此存在较强的声子-声子散射。在给定电子结构的情况下，我们对声子输运有了更深的认识，即由于弯曲结构的存在，GaP中电子的离域受到了限制。因此，P原子的非成键孤对电子在热搅动时诱导非线性静电力，导致晶格中声子非谐性增加，从而降低热导率。我们的研究为蜂窝结构GaX单分子膜中声子输运提供了基础性的认识，这将丰富未来二维材料中纳米声子输运的研究
2021-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced effects in the electronic and spin properties of a monolayer of ferromagnetic GdAg2
我们报道了单层GdAg 2的结构、电子和磁性，在Ag（111）上形成莫尔图案。结合扫描隧道显微镜和从头算自旋极化计算，我们表明，电子能带结构可以线性移动通过热依赖应变的层内原子距离在1- 7%之间的范围内，导致横向异质结构。此外，不可熔化的GdAg 2合金层与Ag（111）衬底的耦合导致空间变化的原子弛豫，从而引起次表面层屈曲、电子和自旋性质的纹理化以及跨层的磁各向异性能量的不均匀性。这些结果提供了在原子薄层的电子性质和磁有序的控制的前景。
2017-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Properties of BSi$_6$N monolayers derived by first-principle computation
采用密度泛函理论的第一性原理计算方法，系统研究了BN共掺杂硅烯BSi $_6$ N中BN键的屈曲效应对结构稳定性、电子能带结构、力学、热学和光学性质的影响.在BN键的存在下，BSi $_6$ N中的高翘曲表明高屈曲效应被发现是由于B和N原子之间的排斥相互作用的存在。因此，它打破了硅烯的亚晶格对称性，并打开了带隙。BSi $_6$ N的高屈曲导致其刚度降低，从而在较小的施加应变值下诱发断裂。由BN键引起的有限带隙导致Seebeck系数和品质因数的增强，并引起介电响应中的峰的红移。通过增加B和N原子之间的距离，即对于没有BN键的BSi $_6$ N，发现与原始硅烯相比更平坦的BSi $_6$ N。提高了结构的刚度和极限应变。亚晶格对称性的破缺非常弱，并且显示出非常小的带隙。结果，塞贝克系数和品质因数保持非常小。由于间接带隙，可以看到光学响应的降低。
2020-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Ultraviolet optical conductivity, exciton fine-structure and dispersion of freestanding monolayer h-BN
利用高动量分辨电子能量损失谱研究单层六方氮化硼激子色散，发现首个亮激子带精细结构，并提取紫外光导率，建立探测激子精细结构的通用方法。
2025-10-09 cond-mat.mtrl-sci
MoTe2 as a natural hyperbolic material across the visible and the ultraviolet region
双曲材料对于下一代光子器件和光电子器件特别有意义。由于人造超材料本质上受到其纳米结构组件尺寸的限制，因此在过去几年中一直在寻找天然双曲材料。在第一性原理工作的基础上密度泛函理论和多体微扰理论，我们调查的基本介电响应的MoTe 2在单层，双层和散装形式，并发现它是一个自然的II型双曲线材料与低损耗之间的3和6 eV。从单层到体，双曲色散的能量窗口蓝移了十分之几个eV。我们发现激子效应和光学各向异性在MoTe2的双曲行为中起着重要作用。我们的研究结果证实了层状材料作为光电子学，光子学和纳米成像应用的双曲介质的潜力。
2020-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Semimetal-Monolayer Transition Metal Dichalcogenides Photodetectors for Wafer-Scale Ultraviolet Photonics
原子薄的二维（2D）过渡金属二硫属化物（TMD），例如MoS $_2$，由于强光物质相互作用而成为纳米级光子学的有希望的候选者。然而，由于肖特基接触的高接触电阻，金属-单层MoS $_2$界面处的金属感生能隙（MIGS）态引起的费米能级钉扎限制了基于常规金属的光电子器件的应用。另一方面，半金属-TMD-半金属器件可以克服这种限制，其中MIGS被充分抑制并且可以导致欧姆接触。在这里，我们展示了铋单层（1 L）的MoS $_2$ -铋器件的光电性能与欧姆电接触和非凡的光电性能。为了解决圆片规模的生产，我们使用化学气相沉积方法生长了全覆盖的1 L MoS $_2$。我们测量了在77 K下在UV范围内的300 A/W的高光响应度，其转化为约1000或$10^5$ %的外量子效率（EQE）。我们发现，我们的器件在77 K下的90%上升时间为0.1 ms，这表明当前器件可以以~ 10 kHz的速度工作。大阵列器件制造、高灵敏度和高速响应的组合为包括集成光电子电路的光子学应用提供了巨大的潜力。
2023-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Oxygen Vacancy Defects on Electronic and Optical Properties of $MgO$ Monolayers: First Principles Study
用密度泛函理论的混合水平研究了MgO（111）单分子膜中氧空位缺陷引起的光电性质。HSE计算表明，由于引入氧空位，MgO单层的电子带隙显着减少。原始单分子膜具有宽带隙（4.84 eV，间接）半导体行为，当氧空位缺陷浓度分别增加6.25%和12.5%时，带隙分别变为2.97 eV（间接）和2.28 eV（直接）。因此，氧空位的存在导致能量红移的观察到的光学现象与原始单层。最重要的是，具有两个连续空位的双空位系统显示出最强的光学吸收，并且在电磁波谱中从可见光到紫外区域的光谱范围内也变得光学响应。因此，在MgO单层中产生氧钒可能是获得合适的太阳能材料的富有成效的技术。
2022-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature stability of excitons and transverse-electric polarized deep-ultraviolet luminescence in atomically thin GaN quantum wells
量子限制深刻影响纳米材料中电子、空穴和激子的性质和相互作用。我们采用第一性原理计算研究了极端量子限制对AlN中1 ~ 4个原子单层厚度的GAN量子阱的电子、激子和辐射性质的影响。我们确定的准粒子带隙，激子能量和波函数，辐射寿命，和莫特临界密度作为一个功能以及势垒厚度。我们的研究结果表明，量子限制在GAN单层增加的带隙高达5.44 eV和激子的结合能高达215 meV，表明激子在室温下的热稳定性。激子辐射寿命在室温下为1至3纳秒，而激子解离的Mott临界密度约为10 $^{13}$ cm $^{-2}$。发光是横向电偏振的，这有利于从c面异质结构中提取光。我们还介绍了一个简单的近似模型计算激子辐射寿命的基础上的自由载流子双分子辐射复合系数和激子半径，这与我们的结果与Bethe-Salpeter方程的预测。我们的研究结果表明，原子薄的GAN量子阱在室温下表现出稳定的激子，在深紫外高效发光体，以及室温激子器件的潜在应用。
2019-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Large in-plane negative piezoelectricity and giant nonlinear optical susceptibility in elementary ferroelectric monolayers
本研究通过计算发现畸变α-Bi单质铁电单层具有大的面内负压电性，其源于柱间滑动的屈曲铁电机制，且拉伸/压缩应变可分别调控其铁电翻转能垒与非线性光学响应，相关机制可推广至其他单质铁电单层。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the structural and electronic properties of graphene-like ZnS monolayer using biaxial strain
我们的第一性原理全势密度泛函理论（DFT）计算表明，单层的ZnS（ML-ZnS），这是预测采用石墨烯样的平面蜂窝结构与直接带隙，经历应变引起的修改时，其结构和带隙面内均匀双轴应变（$δ$）。ML-ZnS在大于0.92%的压缩应变下发生屈曲;屈曲参数$Δ$（= 0.00 Ω\，对于平面ML-ZnS）随着压缩应变的增加而线性增加（$Δ= 0.435$ Ω\，在$δ= - 5.25$ %下）。当拉伸应变为2.91%时，ML-ZnS的直接带隙转变为间接带隙。在我们考虑的$|δ| < 6%$的应变值内，带隙显示出随拉伸（压缩）应变线性减小（非线性增大以及减小）的变化。这些预测可能在未来的应变传感器和其他纳米器件，如纳米机电系统（NEMS）的潜在应用。
2014-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thiophene-Tetrathia-Annulene monolayer (TTA-2D): A new 2D semiconductor material with indirect bandgap
我们提出了一种新的二维半导体材料（TTA-2D）的分子结构的噻吩-四硫杂环（TTA）的基础上。采用\textit{ab initio}方法研究了TTA-2D的结构、电子和光学性质。我们的研究结果表明，TTA-2D是一个小的间接带隙半导体（$0.6$ eV）。通过施加单轴应变可以诱导超导体-金属转变。我们的研究结果还表明，TTA-2D是热稳定的高达$T=1000$ K。TTA-2D在从红外到紫外区域的大光谱范围内吸收。折射率和反射率的值显示TTA-2D仅反射可见光区域中的入射光的$10\%$。这些结果表明，TTA-2D是一种很有前途的太阳能电池应用材料。
2020-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Optoelectronic Properties of Amorphous Carbon-Based Nanotube and Nanoscroll
自支撑单层无定形碳（MAC）是近年来合成的一种由大小不等的原子环随机分布而成的纯碳结构。在这项工作中，我们进行了从头算和紧束缚计算，以调查的光电性能的MAC及其衍生的纳米管和纳米卷配置。我们的研究结果表明，MAC，管，涡卷表现出类似的电子行为。所有结构吸收从红外到紫外，最大吸收峰在可见光-紫外（$\sim 3.2$ eV）。最大和最小反射率值在0.3-0.5（红外线）和0.1-0.0（紫外线）范围内，使这些材料成为紫外线过滤器的良好候选者。
2020-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Strain-engineered wrinkles on graphene using polymeric actuators
石墨烯的电子和光学性质可以通过生成应变特征的确定性排列来精确地调节。在本文中，我们报告了形成广泛的和受控的屈曲脱层的单层石墨烯沉积在六方氮化硼促进了显着挤压的石墨烯片和聚合物微致动器诱导。这种方法的灵活性提供了一个有前途的技术，以创建任意屈曲几何形状和阵列的皱纹，也可以进行迭代折叠展开周期。这种方法的进一步发展可以为调整其他几种二维材料的性质铺平道路，例如过渡金属二硫属化物，通过定制它们的表面形貌。
2022-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Interfacial interaction in monolayer transition metal dichalcogenides (MX2)/metal oxide heterostructures and its effects on electronic and optical properties: The case of MX2/CeO2
二维过渡金属二硫属化物（MX 2）/金属氧化物异质结构显示出独特的物理性质，使其成为从太阳能到太阳能转换的各种应用的有前途的材料。理解界面相互作用对于设计具有优异性能的异质结构是非常期望的。本文利用密度泛函理论系统地研究了MX2（M=Mo，W; X=S，Se）/CeO 2异质结中的界面相互作用及其对电子和光学性质的影响。结果表明，MX_2/CeO_2界面相互作用主要取决于硫族元素（X）。特别地，异质结构的带隙变化和导带最低或价带最高处的重要电子态由界面相互作用的强度决定。具有相同硫族元素（X）的MX 2/CeO 2异质结构具有从紫外到近红外的相似吸收光谱。这些结果表明硫属元素（X）是调整MX2/金属氧化物异质结构性能的关键因素。
2016-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Band gap measurements of monolayer h-BN and insights into carbon-related point defects
六方氮化硼（h-BN）是一种柔性宽带隙半导体材料，在紫外和可见光范围内的高效深紫外光源、二维异质结构和室温单光子发射器等方面具有巨大的应用潜力。为了实现这些应用，必须更好地了解h-BN的电子和光学性质以及各种结构缺陷的影响。尽管在过去的几年里，如电子带隙值，激子结合能和点缺陷的影响方面的巨大努力仍然难以捉摸，特别是当考虑一个单一的单层。在这里，我们直接测量了一个单层的h-BN外延生长在高度取向的热解石墨的状态密度，通过进行低温扫描隧道显微镜（STM）和光谱（STS）。在无缺陷区域上观察到的h-BN电子带隙为$(6.8\pm0.2)$ eV。使用光谱学获得h-BN光学带隙，激子结合能被确定为$(0.7\pm0.2)$ eV。此外，局部激发的阴极发光和光致发光显示出复杂的光谱，通常与碳缺陷相关的间隙内状态。此外，在单层的h-BN的某些区域中，我们确定，使用STM，点缺陷，其具有低于费米能级约2.0 eV的间隙内电子能级。
2021-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flat electronic band structure and anisotropic optical, mechanical, and thermoelectric properties of two-dimensional fullerene networks
以富勒烯等纳米团簇为单元构建二维拓扑结构具有很大的挑战性。在这里，我们提出了三种桥接富勒烯单层膜，并全面研究了实验合成的新型富勒烯单层膜Zheng等人，[Nature 606，507-510（2022）]通过现有技术的第一性原理计算。结果表明，α-C60 -2D的直接带隙为1.49 eV，其导带底平坦，接近实验值，在长波紫外区具有强吸收的光学线性二向色性，小的各向异性杨氏模量，大的空穴迁移率和中低温下的Seebeck系数。此外，发现Li离子在α-C60 -2D中容易沿着X路径迁移。结果表明，α-C60 -2D的光学、力学、电学和热电性能的各向异性源于C60团簇之间的非对称桥联排列。我们的研究有望在不同领域的单层富勒烯网络的潜在应用。
2022-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Pristine and Doped MoS2 Monolayers as Potential HCN Gas Sensors: A DFT Study
Himachal Pradesh University（喜马偕尔邦大学）；IIT Mandi（印度技术学院曼迪分校）；Government Degree College Baroh（巴罗政府理科学院）；Government Degree College Bilaspur（比拉斯布尔政府理科学院）
本研究通过DFT分析发现，2P-MoS2和3Al-MoS2在HCN检测中表现出优异的吸附性和快速响应，适用于电化学和化学电阻传感及紫外光学传感器设计。
2026-01-21 cond-mat.mtrl-sci
1-octadecene monolayers on Si(111) hydrogen-terminated surfaces: effects of substrate doping
我们研究了1-十八烯在氢封端的（111）硅表面上的单分子膜的电子性质及其与结构性质的关系。分子通过紫外线照射激活的C=C和Si-H之间的自由基反应连接。我们比较了在不同类型（n型和p型）和不同掺杂浓度（从低掺杂（~ 1 E14 cm-3）到高掺杂（~ 1 E19 cm-3））的硅衬底上形成的单分子膜的结构和电学性质。我们表明，在n-，p-和p+硅上的单层是致密的，它们作为非常好的绝缘膜在纳米厚度的漏电流低至~ 1 E-7 A.cm-2和高品质的电容-电压特性。在n+型硅上形成的单层更加无序，因此当嵌入硅/单层/金属结中时表现出更大的漏电流密度（> 1 E-4 A.cm-2）。用n+型硅获得的劣质结构和电子性质指出了有机单层的化学吸附过程中表面电势和表面费米能级的位置的重要作用。
2004-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Excitonic structure of the optical conductivity in MoS$_2$ monolayers
我们研究了MoS $_2$单分子膜的激子光谱，并计算了其在较宽能量范围内的光吸收特性。我们的方法考虑到异常屏蔽在两个维度和基板的存在下，都铸造一个合适的有效凯尔迪什潜力。我们解决Bethe-Salpeter方程作为一个基础的Slater-Koster紧束缚模型参数化，以适应从头计算MoS $_2$能带结构计算。由此产生的光学电导率是在良好的定量协议与现有的测量紫外线能量。我们建立的电子贡献的C激子产生的状态附近的$Γ$点，但从一组$k$ -点的布里渊区的扩展部分。我们的研究结果加强了基于有效模型的方法的优势，以迅速探索TMD系统中激子的性质和可调谐性。
2018-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase diagram and superlattice structures of monolayer phosphorus carbide (P$_x$C$_{1-x}$)
采用第一性原理方法，结合集团展开和蒙特卡罗模拟，研究了二维碳化磷（P $_x$ C $_{1-x}$）的相稳定性和性质.发现单层P $_x$ C $_{1-x}$是一种相分离体系，这表明制备单层P $_x$ C $_{1-x}$或结晶P $_x$ C $_{1-x}$薄膜是困难的。然而，一个自底向上的设计方法是用来确定的稳定结构的P $_x$ C $_{1-x}$的各种组合物，原来是由交替的碳和磷纳米带沿扶手椅方向的超晶格。第一性原理计算的结果表明，这些结构一旦产生，它们是机械和化学稳定的。所有的有序结构被预测为半导体，带隙范围从0.2到1.2 eV。此外，单层P $_x$ C $_{1-x}$被预测为具有高的载流子迁移率，并在紫外区的高的光吸收，显示出红移的P：C比的增加。这些性质使得2D P $_x$ C $_{1-x}$成为在电子学和光电子学中应用的有前景的材料。
2021-03-01 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electronic and Excitonic Properties of Semi-Hydrogenated Borophene Sheets
硼氢化物由于其优异的性能，包括机械柔性、多晶型和光电各向异性，引起了人们的极大兴趣。最近，一种新的半氢化硼化物，称为$α'$-4 H，在大规模的独立样品中合成，其表现出优异的空气稳定性和半导体性质。本文利用密度泛函理论（DFT）和多体微扰理论（MBPT）研究了$α'$-4 H硼酚的电子和激子光学性质。DFT结果表明，通过破坏纯$α'$ -硼氢化物的镜像对称性和增加其屈曲高度，氢化导致了轨道杂化，并在$α'$-4 H硼氢化物中打开了1.49 eV的间接带隙.在G 0 W 0、GW 0和GW理论水平下，该值分别校正为1.98、2.23和2.52 eV。从求解Bethe-Salpeter方程获得的光谱显示2.40 eV的光学带隙，其对应于具有1.18 eV的结合能的强束缚且稳定的亮激子。更重要的是，激子态对高达10%的张力是鲁棒的，其中单层是动态稳定的。我们还设计并研究了不同堆叠方式的双层$α'$-4 H硼化物。由于层与层之间的范德华相互作用较弱，双层膜可以保持单层膜的大部分结构和电子性质。我们的研究揭示了$α'$-4 H硼化物的结构，电子和光学性质背后的基本物理，并建议它作为一个非常有前途的候选人灵活的光电应用。
2021-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Engineering the electronic, magnetic, and optical properties of GaP monolayer by substitutional doping: a first-principles study
本文通过第一性原理系统研究了替位掺杂对GaP单层电子、磁性和光学性质的调控，发现掺杂可实现间接-直接带隙转变、诱导磁性及半金属性，并表明该材料在纳米电子、自旋电子和光电子等领域具有广泛应用潜力。
2023-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Exciton-Driven Renormalization of Quasiparticle Band Structure in Monolayer MoS2
光学激发作为一种强有力的方法来控制层状范德华材料的电子结构，通过多体屏蔽效应，由光激发的自由载流子诱导，或通过光驱动的相干性，如光学斯塔克和布洛赫-西格特效应。虽然理论工作也指出了一种通过束缚电子-空穴对（激子）中的激子相关性使能带结构重整化的奇特机制，但这种激子驱动的能带重整化及其全部意义的实验观察仍然缺乏，这主要是由于光学探针的限制和屏蔽效应的影响。在这里，通过使用极紫外时间分辨角分辨光电子能谱与激子多体理论计算一起，我们直接揭开了单层半导体中激子关联驱动的能带重整化效应。我们发现了一个令人惊讶的带隙开放，增加了40毫电子伏，并同时增强带的有效质量。我们的研究结果揭示了光激发半导体材料中带工程的新颖激子驱动机制，开辟了一个新的操场，通过光学控制激子多体关联来操纵层状量子材料中的瞬态能态。
2022-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Two-dimensional bimetal-embedded expanded phthalocyanine monolayers: a class of multifunctional materials with fascinating properties
本文通过第一性原理计算预测了二维双金属扩展酞菁单层TM2EPc，发现其兼具结构稳定性、高磁转变温度、狄拉克半金属性、宽光谱吸收及高光电转换效率，在自旋电子学和光伏领域具有广阔应用前景。
2023-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional pentagonal material Penta-PdPSe: A first-principle study
成功合成了具有固有面内各向异性的低对称性Penta-PdPSe [（P. Li等人，副校长，2102541，（2021）]。基于这一实验发现，我们通过密度泛函理论计算研究了PdPSe单分子膜的结构、力学、电学、光学和热电性质.通过声子色散、分子动力学模拟、结合能等力学性能的测试，证实了penta-PdPSe单分子膜的稳定性。声子谱代表了高频和低频光学分支之间的显著间隙以及在长波长极限中具有二次色散的面外弯曲模式。泊松比表明，penta-PdPSe是一个脆性的单分子层。penda-PdPSe单层是间接半导体，使用PBE（HSE 06）功能具有1.40（2.07）eV的带隙。光学性质模拟表明，PdPSe能够吸收可见光到紫外光的大范围。谱带排列分析还揭示了PdPSe对于水裂解催化剂应用的相容性。通过结合PdPSe的电和热输运性质，我们表明，在室温下可以实现高PF，从而使PdPSe成为热电应用的候选材料。我们的研究结果揭示了penta-PdPSe单层的强大潜力，广泛的应用，包括光电，水裂解和热电器件的应用。
2021-09-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Beyond Hexagonal Boron Nitride: First-Principles Study of Pentaoctite-BN and Pop-BN Monolayers
Universidade Federal de Uberlândia（乌贝兰迪亚联邦大学）；Universidade Federal de Mato Grosso（马托格罗索联邦大学）；Universidade Federal de Lavras（拉夫拉斯联邦大学）
通过第一性原理计算研究两种新型非六方氮化硼单层PO-BN与PP-BN，证实其稳定性，揭示其电子、光学等性质，表明非六方晶格工程可调控二维氮化硼性质，二者为光电子应用的有前景候选。
2026-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Impact of TCO Microstructure on the Electronic Properties of Carbazole-based Self-Assembled Monolayers
该研究揭示了ITO微观结构对咔唑基自组装单分子层功函数分布的影响，发现非晶ITO或NiOx缓冲层可实现均匀电势分布，为优化倒置钙钛矿太阳能电池性能提供了关键指导。
2023-09-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Exploring the Electronic and Mechanical Properties of the Recently Synthesized Nitrogen-Doped Monolayer Amorphous Carbon
本研究通过基于密度泛函的紧束缚模拟和分子动力学模拟，发现氮掺杂单层非晶碳（MAC@N）在35%掺杂下保持稳定，具有可调力学和光电特性，但在柔性电子和光电子学中具有应用潜力。
2024-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Broad Band Optical Properties of Large Area Monolayer CVD Molybdenum Disulfide
近年来，采用化学气相沉积法生长的大面积单层MoS 2薄膜因其在先进电子和光电子器件中的潜在应用而引起了人们极大的兴趣。与无带隙石墨烯不同，MoS 2在可见光中具有固有带隙，当还原为单个原子层时，该带隙从间接带隙跨越到直接带隙。在这篇文章中，我们报告了一个全面的研究的基本光学性质的二硫化钼揭示了拉曼光谱，光致发光，和真空紫外椭圆偏振光谱。1.42 eV的带隙由在单层MoS 2中移位到1.83 eV的块状MoS 2的吸收阈值确定。我们提取了高达9.0 eV的高精度介电函数，这导致许多独特的带间跃迁在高对称点的二硫化钼动量空间的识别。发现单层中的A和B激子的位置与体相相比能量上移，并且具有更小的分离。一个非常强的光学临界点预测对应于准粒子间隙观察到在2.86 eV，这是由于沿M和伽马点之间的减少布里渊区的平行带的光学跃迁。在单层MoS 2中在~ 3.0 eV处不存在体MoS 2自旋-轨道相互作用峰，正如预测的那样，是附近激子聚结的结果。在3.98 eV的更高能量的光学跃迁，通常发生在体半导体，与几个临界点的组合，本文报道的这些光学跃迁增强了我们的理解单层MoS 2以及一般的二维系统，从而为MoS 2光学器件的设计和理论考虑提供了翔实的指导方针。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First Principles Study of Photocatalytic Water Splitting by M$_1$M$_2$CO$_2$ (M$_1$ = Zr,Hf; M$_2$ = Hf,Ti,Sc) MXenes
本文通过第一性原理DFT计算研究M$_1$M$_2$CO$_2$ MXenes，筛选出ZrHfCO$_2$和ZrTiCO$_2$作为适合光催化分解水的候选材料，并揭示其在可见光和紫外区域具有良好吸收及光电应用潜力。
2023-05-25 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Two-Dimensional Graphene-like BeO Sheet: A Promising Deep-Ultraviolet Nonlinear Optical Materials System with Strong and Highly Tunable Second Harmonic Generation
基于第一性原理计算，提出类石墨烯BeO单层因超宽带隙和强SHG效应可作为深紫外非线性光学材料，并通过堆叠、应变和扭转工程实现高度可调谐的NLO性质。
2025-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
