ஜர்னல் ஆஃப் நானோ மெட்டீரியல்ஸ் & மாலிகுலர் நானோடெக்னாலஜி

La, Ce, Th டோப் செய்யப்பட்ட 2D SiC இன் ஒளிமின்னழுத்த பண்புகள்: ஒரு முதல் கொள்கை ஆய்வு

வான்-ஜுன் ஒய், சின்-மாவோ கியூ, சுன்-ஹாங் இசட், ஜாங்-ஜெங் இசட் மற்றும் ஷி-யுன் இசட்

La, Ce மற்றும் Th டோப் செய்யப்பட்ட இரு பரிமாண (2D) SiC இன் வடிவியல் அமைப்பு, ஆற்றல் பட்டை அமைப்பு, நிலைகளின் அடர்த்தி மற்றும் ஒளியியல் பண்புகள் ஆகியவை முதல்-கொள்கை முறையைப் பயன்படுத்தி ஆராயப்படுகின்றன. ஊக்கமருந்து அணுக்கள் அனைத்தும் ஊக்கமருந்து அணுக்களுக்கு அருகிலுள்ள படிக லட்டியின் வெளிப்படையான சிதைவை ஏற்படுத்துகின்றன என்பதை வடிவியல் கட்டமைப்பு முடிவுகள் காட்டுகின்றன, மேலும் சிதைவின் அளவு வெவ்வேறு ஊக்கமருந்து அணுக்களின் கோவலன்ட் ஆரத்துடன் தொடர்புடையது. தூய 2D SiC என்பது 2.60 eV இடைவெளியைக் கொண்ட ஒரு நேரடி-இடைவெளி குறைக்கடத்தி ஆகும். ஃபெர்மி ஆற்றலுக்கு அருகில், மாநிலங்களின் அடர்த்தி முக்கியமாக C-2p மற்றும் Si-3p ஆகியவற்றால் ஆனது. La, Ce மற்றும் Th உடன் ஊக்கமருந்து போது, ​​2D SiC இன் பேண்ட் இடைவெளி குறைந்து, அவை அனைத்தும் அரை-நேரடி பேண்ட்-இடைவெளி குறைக்கடத்திகளாக மாறும். La மற்றும் Th டோப் செய்யப்பட்ட 2D SiC இன் வேலன்ஸ் பேண்ட் முக்கியமாக முறையே C-2p, Si-3p, La-5d மற்றும் Th-6d ஆகியவற்றால் ஆனது, அதே சமயம் Ce-doped 2D SiC இன் வேலன்ஸ் பேண்டில் சிறிய விளைவைக் கொண்டிருக்கிறது. La, Ce மற்றும் Th டோப் செய்யப்பட்ட 2D SiC இன் கடத்தல் இசைக்குழு முக்கியமாக முறையே Si-3p, La-5d, Ce-4f மற்றும் Th-6s6d5f ஆகியவற்றால் ஆனது. Si அணுவை அரிய பூமி அணுவால் மாற்றப்படும் போது, ​​அரிய பூமி அணுக்கள் தங்கள் கட்டணங்களை இழக்கின்றன. அரிதான பூமி அணு மற்றும் சி அணுவின் பிணைப்பு பலவீனமான கோவலன்ட்டைக் கொண்டுள்ளது, அதே சமயம் அயனி வலிமையானது. ஆய்வு செய்யப்பட்ட அனைத்து அமைப்புகளிலும், La-doped 2D SiC ஆனது மிகப்பெரிய நிலையான மின்கடத்தா மாறிலி 2.33 ஐக் கொண்டுள்ளது, இது குறைந்த ஆற்றல் பகுதியில் ε2(ω) இன் மிகப்பெரிய உச்சம், அதிகபட்ச ஒளிவிலகல் குறியீடு n0 1.53. Ce-டோப் செய்யப்பட்ட 2D SiC ஆனது குறைந்த ஆற்றல் பகுதியில் அதிகபட்சமாக 6.88 × 104 cm-1 உறிஞ்சுதலைக் கொண்டுள்ளது. La அல்லது Ce டோப் செய்யப்பட்ட 2D SiC குறைந்த ஆற்றல் பகுதியில் உறிஞ்சுதலை மேம்படுத்தும், அதே சமயம் Th-doped 2D SiC இன் உறிஞ்சுதலை 0 ~ 15 eV வரம்பில் குறைக்கும். ஆராய்ச்சி முடிவுகள் 2D SiC இன் வளர்ச்சி மற்றும் பயன்பாட்டிற்கு சில தத்துவார்த்த வழிகாட்டல்களை வழங்கும்.