理论研究Stone-Wales缺陷和C掺杂对手性BN纳米带的带隙调控

摘要

通过第一性原理密度泛函理论的方法,研究了Stone-Wales缺陷和C掺杂对手性BN纳米带的带隙调控。结果表明,Stone-Wales缺陷使得BN纳米带的价带顶(VBM)和导带底(CBM)的占据态发生变化,从而引入了缺陷能级降低了带隙,但Stone-Wales缺陷的个数对带隙的大小影响不明显。电子结构计算表明,带Stone-Wales缺陷的BN纳米带的缺陷能级主要是由VBM附近形成N-N原子的类π键轨道和CBM附近形成B-B原子的类σ键分布决定。通过在带Stone-Wales缺陷的BN纳米带中引入C掺杂改变杂质能级的分布,在VBM附近形成了C-C原子的类σ键轨道和CBM附近形成了C-B原子的类σ键,这样可以进一步降低BN纳米带的带隙,拓展了BN纳米带的应用。