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C3N单层的带隙调控：一项第一性原理研究

DOI：10.1016/j.chemphys.2019.01.009 期刊：Chemical Physics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 这种新发现的类石墨烯材料C3N因其独特的拓扑和电子结构，在多种重要应用中展现出巨大潜力。为拓展其应用，关键挑战在于使其本征带隙（1.03电子伏特）实现调控。本研究通过第一性原理计算，探究了C3N单层材料在缺陷工程、表面修饰及取代掺杂等表面改性处理下的能带结构变化。结果表明，这些处理方式能同时诱导杂质态、轨道再杂化及n型或p型掺杂效应，从而有效调节能带结构。值得注意的是，研究揭示了带隙与掺杂浓度间的若干线性关系，为精确控制C3N带隙奠定了基础。
作者： Liyan Xie，Li Yang，Wanying Ge，Xijun Wang，Jun Jiang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究不同表面修饰处理下C3N单层的能带结构变化，以实现其本征带隙的可调性。

研究成果

通过缺陷工程、表面修饰和取代掺杂等表面改性处理，可有效调控C3N单层的带隙——这些方法通过引入杂质态、轨道再杂化和n型/p型掺杂发挥作用。研究发现特定处理方式中带隙与掺杂浓度呈线性关系，从而实现精准调控，并拓展其在电子学、光子学及催化领域的应用。

研究不足

该研究基于理论计算，可能无法完全反映实验条件或复杂性。部分掺杂反应（如氟替代）具有正反应能，表明其实验实现存在困难。超胞模型的使用可能无法涵盖所有实际缺陷或相互作用。

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