Density functional study on the electronic and magnetic properties of two-dimensional hexagonal boron nitride containing vacancy

基于密度泛函理论的第一性原理计算, 研究了含B原子空位(VB), N原子空位(VN), 以及含B–N键空位 (VB+N)缺陷的二维氮化硼(h-BN)的电子和磁性质. 在微观结构上, VB体系表现为在空位附近的N原子重构成等腰三角形, VN体系靠近空穴的B 原子形成等边三角形, VB+N体系靠近空穴处的B和N原子在h-BN平面上重构为梯形. 三种空位缺陷都使h-BN的带隙类型从直接带隙转变为间接带隙. VB体系的总磁矩为1.0 μB, 磁矩全部由N原子贡献. 其中空穴周围的三个N原子磁矩方向不完全一致, 存在着铁磁性和反铁磁性两种耦合方式. 对于VN 体系, 整个晶胞内的总磁矩也为1.0 μB, 磁矩在空穴周围区域呈现一定的分布.