GaAs(111)表面硅烯、锗烯的几何及电子性质研究

• 作者: 丁建文 张弦 曹觉先 肖思国 郭志新
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 硅烯 锗烯 Dirac电子 GaAs表面
• 年，卷（期）: 2015,（18）
• 所属期刊栏目: 专题:计算物理的近期发展和应用
• 页码范围: 286-294
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.64.186101

摘要

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究了硅烯、锗烯在GaAs(111)表面的几何及电子结构.研究发现, 硅烯、锗烯均可在As-中断和Ga-中断的GaAs(111) 表面稳定存在, 并呈现蜂窝状六角几何构型.形成能计算结果证明了其实验制备的可行性. 同时发现硅烯、锗烯与GaAs表面存在共价键作用,这破坏了其Dirac电子性质. 进一步探索了利用氢插层恢复硅烯、锗烯Dirac电子性质的方法. 发现该方法可使As- 中断面上硅烯、锗烯的Dirac电子性质得到很好恢复, 而在Ga-中断面上的效果不够理想. 此外, 基于原子轨道成键和杂化理论揭示了GaAs表面硅烯、锗烯能带变化的物理机理. 研究结果为硅烯、锗烯在半导体基底上的制备及应用奠定了理论基础.