Journal des nanomatériaux et de la nanotechnologie moléculaire

Propriétés photoélectriques du SiC 2D dopé La, Ce, Th : une étude de premier principe

Wan-Jun Y, Xin-Mao Q, Chun-Hong Z, Zhong-Zheng Z et Shi-Yun Z

Français La structure géométrique, la structure de la bande d'énergie, la densité d'états et les propriétés optiques du SiC bidimensionnel (2D) dopé au La, au Ce et au Th sont étudiées en utilisant la méthode du premier principe. Les résultats de la structure géométrique montrent que tous les atomes dopants provoquent une distorsion évidente du réseau cristallin à proximité des atomes dopants, et le degré de distorsion est lié au rayon covalent des différents atomes dopants. Le SiC 2D pur est un semi-conducteur à bande interdite directe avec une bande interdite de 2,60 eV. Près de l'énergie de Fermi, la densité d'états est principalement composée de C-2p et de Si-3p. Lors du dopage avec du La, du Ce et du Th, la bande interdite du SiC 2D a diminué et tous se transforment en semi-conducteurs à bande interdite quasi directe. La bande de valence du SiC 2D dopé au La et au Th est principalement composée de C-2p, Si-3p, La-5d et Th-6d, respectivement, tandis que le dopage au Ce a peu d'effet sur la bande de valence du SiC 2D. Français La bande de conduction du SiC 2D dopé au La, Ce et Th est principalement composée de Si-3p, La-5d, Ce-4f et Th-6s6d5f, respectivement. Lorsque l'atome de Si est remplacé par un atome de terre rare, les atomes de terre rare perdent leurs charges. La liaison de l'atome de terre rare et de l'atome de C est faiblement covalente, tandis que la liaison ionique est plus forte. Parmi tous les systèmes étudiés, le SiC 2D dopé au La a la plus grande constante diélectrique statique de 2,33, le plus grand pic de ε2(ω) dans la région de basse énergie, l'indice de réfraction maximal n0 de 1,53. Le SiC 2D dopé au Ce a l'absorption maximale de 6,88 × 104 cm-1 dans la région d'énergie inférieure. Le SiC 2D dopé au La ou au Ce peut améliorer l'absorption dans la région d'énergie inférieure, tandis que le dopage au Th diminuera l'absorption du SiC 2D dans la plage de 0 à 15 eV. Les résultats de la recherche fourniront des orientations théoriques pour le développement et l’application du SiC 2D.