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新虫 (小有名气)

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专业: 凝聚态物性 II ：电子结构

[交流] 分享一篇刚在JACS上发表的关于黑磷缺陷的纯计算的文章已有9人参与

黑磷与graphene有着类似的结构，都是单质类六边形结构，理论上他们应该有着类似的拓扑缺陷，比如相同的59，57，585，等等拓扑结构。关于graphene的缺陷比如碳单原子空位(MV)和双原子空位(DV)的实验和计算都研究的非常多，第一篇实验观测到graphene碳空位的文章有着上千次的引用，但是关于黑磷，从14年重新热起来以来，还没有实验观测到过单原子和双原子空位，他们长什么样到现在还不知道。尽管实验和计算的黑磷文章越来越多，但是对于黑磷里面的缺陷的了解，还远不及graphene的缺陷那么深入。

附件里的这篇文章，通过DFT+NEB计算了黑磷的单原子空位和双原子空位的形成能以及他们的扩散势垒,计算发现：
1. 黑磷的MV和DV形成能很低，远远低于graphene的MV和DV;
2. 黑磷的MV和DV的扩散势垒非常低，其中MV低到只有0.3 eV,在室温情况下,他的扩散速率要比graphene的MV扩散速率要高16个数量级。这可能是室温条件下，黑磷如此不稳定的原因。也可能是目前试验很难观测它的原因，因为它们太活跃了。
3. 关于DV，众所周知，在六边形honeycomb结构里面，DV存在不同的拓扑结构，他们的形成能也不一样. 在graphene里面，DV的形成能顺序是 555-777
(8.09 eV) < 5555-6-7777 (8.69 eV) < 585 (8.99 eV) < 5757 (12.4 eV). 但是在黑磷里面，上述顺序完全相反: 555-777 (2.28 eV) > 5555-6-7777 (1.54 eV) > 585
(1.41 eV) > 5757 (1.35 eV).

因为空位缺陷直接影响材料的结构，电子以及力学性质，这些结果表明黑磷有着与graphene完全不同的空位行为，黑磷可能有着完全不同的结构和热学，以及力学特征。

Structure, Formation Energy, and Diffusion of MV in phosphorene

Opposite Hierarchy of Stability of DVs between Graphene and Phosphorene

Transformation between Different DV Structure

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附件 1 : (2016,JACS)Highly_Itinerant_Atomic_Vacancies_in_Phosphorene.pdf

2016-08-19 10:59:22, 514.66 K