摘要：层状氮掺杂石墨炔(NGDY)的成功合成(Nano Energy, 2018, 44, 144)引起了凝聚态物理和材料学领域科学家的广泛关注。在此,我们首先基于密度泛函理论计算确定了NGDY原子层的最佳堆垛次序,然后研究了其在双轴应变下的力学和电子性质。结果表明,NGDY能量最低的构型是ABC-堆垛结构。值得注意的是,在沿a、b方向的双轴应变下,该材料在c方向上表现出半拉胀行为。具体表现为:在双轴压缩应变下表现为普通材料的性质,即c方向晶格参数随双轴压缩应变增大而增大;在双轴拉伸应变下表现出拉胀材料的性质,即c方向晶格参数随双轴拉伸应变增大而增大。另外,在−0.05 ≤ ε ≤ 0.05的应变范围内,不管是拉伸应变还是压缩应变的增加均会导致体系带隙的增大。NGDY材料这种不同寻常的机械和电子性质表明其在新颖机械电子器件设计方面具有巨大潜力。

摘要：采用基于密度泛函理论的广义梯度近似(GGA),对不同尺寸(N=2—11)的单层正三角锯齿型石墨烯量子点(ZN-GNDs)的结构进行优化,得到与实验数据较好符合的晶格常数,进一步计算得到不同尺寸下体系的自旋多重度、磁矩、电子态密度以及自旋电子密度.结果表明:所有体系都呈现金属性,在尺寸较小的体系中量子尺寸效应对电子结构的影响比较明显;与单层石墨烯片一样,sp2杂化作用和非键态电子在量子点中仍起到非常重要的作用;费米能级上有自旋向上的电子分布,体系的自旋多重度和总磁矩随着体系尺寸的增大而增大,分析认为总磁矩主要来自于锯齿形边界上碳原子的2p轨道上非键态电子的贡献.本工作对基于三角锯齿型石墨烯量子点的器件设计具有指导意义.