超原子组装诱导的从绝缘体到半导体性质转变:一个理论研究

• 作者: 姜万润 王佳 王健鹏 王志刚 解伟誉
• 来源期刊: 中国科学:材料科学(英文版)
• 学科: 工学
• 关键词: superatom INTERMOLECULAR INTERACTION ELECTRONIC structure DENSITY FUNCTIONAL theory
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 页码范围: 416-422
• 页数: 7页
• 分类号: TB34

摘要

硼基超原子通向功能材料的一个途径是组装.我们通过密度泛函理论研究了典型的硼基超原子B40之间的相互作用.结果显示,在不同的低聚物中两个B40之间不同的朝向方式会导致电子结构改变,但它们都部分保持了超原子性质.这是因为单体中靠内壳层的超原子轨道仍保持其在超原子中的电子局域性,而价壳层的超原子轨道由于超原子间成键或反键杂化而不能保持孤立超原子的轨道形状.在部分保持超原子性质的情况下, B40超原子的组装可以相应实现从绝缘体到半导体的转变.带隙的减小是由'主量子数'为2的超原子轨道杂化成键导致的.我们的发现凸显了超原子间相互作用,会带来不同于单体的协同效应.因此,这一研究将有助于新型材料和器件的发展,尤其在以超原子为功能单元的组装材料研究方面将发挥积极作用.