二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt) 弹性、电子结构和热导率

作     者：方文玉 陈粤 叶盼 魏皓然 肖兴林 黎明锴 Ahuja Rajeev 何云斌 Fang Wen-Yu;Chen Yue;Ye Pan;Wei Hao-Ran;Xiao Xing-Lin;Li Ming-Kai;Ahuja Rajeev;He Yun-Bin

作者机构：湖北大学材料科学与工程学院铁电压电材料与器件湖北省重点实验室高分子材料湖北省重点实验室功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室武汉430062 乌普萨拉大学物理与天文系凝聚态理论组瑞典乌普萨拉S-751-20 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2021年第70卷第24期

页      面：241-251页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:61874040,11774082,11975093) 国家重点研发计划(批准号:2019YFB1503500) 湖北省自然科学基金创新研究群体(批准号:2019CFA006) 湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划(批准号:T201901) 

主　　题：二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt) 电子结构 载流子迁移率 热导率 

摘      要：基于第一性原理计算方法,研究了二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt)的稳定性、弹性、电子结构和热导率.计算结果显示,二维XO_(2)同时具备较好的机械和动力学稳定性.此外,二维NiO_(2),PdO_(2)和PtO_(2)的杨氏模量分别为124.69 N/m,103.31 N/m和116.51 N/m,泊松比分别为0.25,0.24和0.27,并呈现各向同性.电子能带结构表明,二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt)为间接带隙半导体,计算能隙分别为2.95 eV,3.00 eV和3.34 eV,且价带顶和导带底的能级主要由Ni-3d,Pd-4d,Pt-5d和O-2p轨道电子组成.通过畸变势理论计算载流子迁移率,结果显示二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt)沿armchair和zigzag方向的有效质量和形变势表现出明显的各向异性,电子/空穴的迁移率最高分别为13707.96/53.25 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),1288.12/19.18 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)和404.71/270.60 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1).此外,在300 K温度下,二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt)的晶格热导率分别为53.55 W·m^(-1)·K^(-1),19.06 W·m^(-1)·K^(-1)和17.43 W·m^(-1)·K^(-1),这表明二维XO_(2)(X=Ni,Pd,Pt)在纳米电子材料和导热器件方面具备应用潜力.