氮化硼纳米材料中线缺陷的模拟和理论研究

【摘要】：实验上可以观测到氮化硼单分子层在金属表面的生长情况[1]。不同生长区域的氮化硼纳米片具有不同的方向,相邻区域的边界则有可能存在线型的缺陷[2]。本文从理论上提出了可能存在的缺陷构型,并且基于第一性原理计算与分子动力学模拟的方法,研究了引入的线缺陷对氮化硼薄膜、氮化硼纳米带、单壁氮化硼纳米管的电学和磁学性质的影响。以裸露的硼原子为边界的缺陷型氮化硼纳米带表现出反铁磁半导体性质;以裸露的氮原子为边界的缺陷型氮化硼纳米带表现出金属性,且其反铁磁态与铁磁态在能量上是简并的。此外,氢饱和边界的缺陷型氮化硼纳米带、含线缺陷的氮化硼薄膜、以及含线缺陷的氮化硼纳米管都是非磁性半导体,而线缺陷的引入有效地调节了材料的能隙。这在氮化硼纳米电子器件的设计和实际应用领域具有重要意义。