二维SiP_(2)同素异构体结构预测及其电子性质的第一性原理研究

摘要

本文通过基于群论和图论的晶体结构随机预测方法(RG2),搜索发现了3种新型二维SiP_(2)同素异构体结构α-SiP_(2),β-SiP_(2),γ-SiP_(2),并采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了它们的稳定性和电子性质.结果表明,3种新型SiP_(2)结构在热力学、动力学及机械力学方面均具有良好稳定性.它们的电子结构具有满足光催化要求的带隙值,且带隙可通过施加应变进行有效调制.这使得3种新型SiP_(2)异构体有望应用于纳米级光催化剂的设计与制作.研究还发现,3种新型二维SiP_(2)同素异构体均具有较好的压电性质,其中α-SiP_(2)和β-SiP_(2)异构体的压电系数大于h-BN,且可与MoS2相比拟.这些新型结构将有望被应用于制备纳米机电设备以实现微纳尺度的机-电转换和电-机传感与控制.