α-碳锗炔稳定性及性质模拟

张娇娇; 辛子华; 张计划; 颜笑; 邓密海

doi:10.7498/aps.63.207303

摘要

采用以量子力学为基础的半经验计算方法–自洽和环境依赖的原子轨道线性理论，预测了类α-石墨炔的碳锗炔结构. 研究了α-碳锗炔的稳定结构、电子结构以及热力学稳定性，得到其最稳定的构型是Ge原子在六元环的六个顶角处，晶格常数为8.686 Å的六角原胞构成的单层平面蜂窝状结构. 该结构是带隙为1.078 eV的半导体. α-碳锗炔在很高的温度下都可以保持稳定，直到2280 K时其长程有序态才被破坏，当体系低于此温度时，可以通过降温使其恢复到零温时的稳定平面结构.

关键词:

Abstract

A structural stable crystalline analogue of α-graphyne is predicted by an efficient semi-empirical Hamiltonian scheme based on quantum mechanics. This analogue can be derived by substituting carbon atoms in six corners of α-graphyne with Ge atoms, which is referred to as α-CGeyne. We investigate the structure stability, electronic and thermodynamic properties of this analogue, and the calculations indicate that the most stable structure is a hexagonal honeycomb planar structure with a lattice constant of 8.686 Å. This material is a semiconductor with a band gap of 1.078 eV and it can keep intact until 2280 K and recovers to its initial structure through quenching.

Keywords:

作者及机构信息

1.
上海大学物理系, 上海 200444;

2.
贵州省纳米材料模拟与计算重点实验室, 贵州 550018

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：61176118）资助的课题.

Authors and contacts

1.
Department of Physics, Shanghai University, Shanghai 200444, China;

2.
Guizhou Provincial Key Laboratory of Computational Nano-material Science, Guizhou 550018, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61176118).

参考文献

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