几种元素掺杂二维MgCl_2单层的第一性原理计算

doi:10.13413/j.cnki.jdxblxb.2023271

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吉林大学学报(理学版) ›› 2024, Vol. 62 ›› Issue (02) : 437-443. DOI: 10.13413/j.cnki.jdxblxb.2023271

几种元素掺杂二维MgCl_2单层的第一性原理计算

门彩瑞, 邵立, 何渊淘, 李艳, 耶红刚

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摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法对H,F,Al, K,Zn掺杂二维MgCl_2单层材料的几何结构和电子性质进行研究.结果表明：几种掺杂体系的晶体结构均有不同程度变化；由于H,Al, Zn的s态电子影响，这3种元素掺杂的MgCl_2在禁带中明显出现杂质能级，F和K掺杂体系的杂质能级出现在价带顶，与本征MgCl_2材料的5.996 eV带隙相比，H,F,Al, K,Zn掺杂体系的禁带宽度分别减小至5.665,5.903,4.409,5.802,5.199 eV; 5种掺杂体系杂质原子周围的电荷均重新分布；电荷转移情况与差分电荷密度结果一致；与本征MgCl_2的功函数8.250 eV相比，H,F,Al, K,Zn掺杂体系的功函数分别减小至7.629,7.990,3.597,7.685,7.784 eV.