《金屬表面矽烯的形核生長機理與缺陷控制》是依託南京理工大學，由李爽擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：金屬表面矽烯的形核生長機理與缺陷控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李爽
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前在金屬基底上外延生長是製備矽烯的主要方法，但是製備得到的矽烯與基底作用過強不易轉移，並且矽烯中存在大量的空位缺陷和晶界，以上因素嚴重影響了矽烯的電學性質，制約了矽烯在電子元器件中的套用。本研究課題運用密度泛函理論結合經典形核理論系統地研究矽烯在金屬表面的形核生長過程，通過金屬基底的表面摻雜和表面修飾調控矽烯電子性質。第一性原理將從原子級別認識矽原子在金屬基襯底上的聚集、擴散行為和形核初期矽烯團簇結構的演化過程。結合經典晶體生長理論可以得到矽烯在金屬基襯底上的形核尺寸、形核功和形核密度。通過控制形核密度和缺陷形成能降低缺陷密度。此項研究不僅可以為實驗上製備高質量矽烯提供最佳化的溫度和化學勢等參數，同時深入研究二維材料形核生長的物理機制，建立矽烯結構與性能之間的對應關係，更有助於矽烯及矽烯複合材料在未來器件中的套用。
結題摘要
本課題運用密度泛函理論系統的研究缺陷和鑲嵌過渡金屬原子對矽烯結構與電子性能的影響。研究了矽原子在Ag(111)表面上的聚集、擴散行為。結合經典的晶體生長理論確定了矽烯在Ag(111)表面上的層狀生長機制，並且矽原子個數必須大於10才能夠形成矽烯六元環結構。我們發現錳原子摻雜的矽烯體系，表現出穩定的磁矩。並且隨著錳原子的距離變化，體系磁矩會發生變化。我們通過壓應變實現了Mn@silicene體系中鐵磁與反鐵磁轉變，並通過研究發現其轉變機制為RKKY互動作用機制與超交換作用機制的競爭。我們建立矽烯結構與性能之間的對應關係，為矽烯材料在未來器件中的套用提供了理論基礎。
