MXenes结构Mo2C,Zn2N和Pb2C的第一性原理研究

摘要

基于密度泛函理论,研究了MXenes结构Mo2C,Zn2N和Pb2C系列材料的电子结构、磁结构以及双轴对称应力的影响。研究发现,Mo2C平衡晶格参数下为半金属(half-metal),并且具有高达8.0μB的超大磁矩和4.5 eV的半金属带隙;Zn2N在平衡晶格参数下表现为"准金属"(semimetal)特性,而Pb2C则为普通无磁性金属材料。在面内双轴对称应力作用下,Mo2C在很大畸变范围内均能很好保持良好的半金属性;Zn2N的准金属特性对于拉伸应力不敏感,而压缩应力下其semimetal能带结构较容易被破坏;压缩应力作用下,Pb2C可以实现由普通无磁性金属转变为semimetal。作为已开发出的为数不多的MXenes结构自旋电子学材料,该系列材料将是未来低维自旋电子学材料的良好候选材料。