Energéticas, estructurales y propiedades electrónicas de grafeno monolayer dopado con átomos de boro y nitrógeno
Autores: Varghese, Seba Sara; Swaminathan, Sundaram; Singh, Krishna Kumar; Mittal, Vikas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2016
Acceso abierto
Artículo científico
2016
Energéticas, estructurales y propiedades electrónicas de grafeno monolayer dopado con átomos de boro y nitrógeno
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propiedades
Grafeno
Dopaje
Concentración
Configuraciones
Electrónico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Las propiedades estructurales, energéticas y electrónicas del grafeno de una sola capa dopado con átomos de boro y nitrógeno con diferentes concentraciones y configuraciones de dopaje han sido investigadas aquí mediante cálculos de teoría de la función de densidad de primeros principios. Se encontró que la banda prohibida aumenta con un aumento en la concentración de dopaje, mientras que la estabilidad energética de los sistemas dopados disminuye con un aumento en la concentración de dopaje. Se observó que tanto las bandas prohibidas como las energías cohesivas también dependen de las configuraciones atómicas consideradas para los dopantes sustitucionales. Se encontró que la estabilidad es mayor en los sistemas de grafeno dopados con N en comparación con los sistemas de grafeno dopados con B. También se encontró que las estructuras electrónicas de los sistemas de grafeno dopados con B y N están fuertemente influenciadas por la posición de los átomos dopantes en la red de grafeno. Se ha encontrado que los sistemas con átomos dopantes en subredes alternas tienen las energías cohesivas más bajas y, por lo tanto, forman las estructuras más estables. Estos resultados indican una capacidad para ajustar la banda prohibida según sea necesario utilizando átomos de B y N de acuerdo con la elección de la supercelda, es decir, la densidad de dopaje y los sitios de dopantes sustitucionales, lo cual podría ser útil en el diseño de dispositivos electrónicos y ópticos basados en grafeno.
Descripción
Las propiedades estructurales, energéticas y electrónicas del grafeno de una sola capa dopado con átomos de boro y nitrógeno con diferentes concentraciones y configuraciones de dopaje han sido investigadas aquí mediante cálculos de teoría de la función de densidad de primeros principios. Se encontró que la banda prohibida aumenta con un aumento en la concentración de dopaje, mientras que la estabilidad energética de los sistemas dopados disminuye con un aumento en la concentración de dopaje. Se observó que tanto las bandas prohibidas como las energías cohesivas también dependen de las configuraciones atómicas consideradas para los dopantes sustitucionales. Se encontró que la estabilidad es mayor en los sistemas de grafeno dopados con N en comparación con los sistemas de grafeno dopados con B. También se encontró que las estructuras electrónicas de los sistemas de grafeno dopados con B y N están fuertemente influenciadas por la posición de los átomos dopantes en la red de grafeno. Se ha encontrado que los sistemas con átomos dopantes en subredes alternas tienen las energías cohesivas más bajas y, por lo tanto, forman las estructuras más estables. Estos resultados indican una capacidad para ajustar la banda prohibida según sea necesario utilizando átomos de B y N de acuerdo con la elección de la supercelda, es decir, la densidad de dopaje y los sitios de dopantes sustitucionales, lo cual podría ser útil en el diseño de dispositivos electrónicos y ópticos basados en grafeno.