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永利游戏平台高峻峰教授对3D半金属Cd3As2的表面结构和稳定性研究取得了重要进展


发布时间:2019-10-21    来源:www.55402.com 点击量:



具有线性色散关系的 Dirac 费米子可以实现超高速微电子器件,引起了广泛的重视。早期 Dirac 费米子在 2D 石墨烯中得以观测,最近科学家发现 Cd3As2 具有 3D Dirac 费米子,也被称为 3D 石墨烯。因此, Cd3As2 吸引了大量的研究关注。实验制备的 Cd3As2 往往是 (112) 面取向,其表面结构、稳定性决定了该材料可以使用的环境条件 Cd3As2 晶体结构极为复杂而难以计算,其晶体初胞就包含了高达 160 个原子。因此,一段时间以来,对其表面的认识一直不清楚。

 

 

近日,永利402com官方网站永利游戏平台高峻峰教授,与新加坡科技研究局Zhang, Yong-Wei研究员,意大利卡拉布里亚大学Politano教授等人对Cd3As2表面结构和稳定性的研究取得了突破性进展。通过第一性原理计算与实验结合,他们发现Cd3As2稳定的 (112)面是Cd原子面,其表面重构是由最外层Cd原子下沉到As原子层重构后形成,纠正了前人认为(112)面是As面的认识。通过第一性原理计算发现,该表面重构实现了自钝化,保护了Cd3As2的电子性质。

进一步地,他们通过理论和实验对比发现该表面的氧化势垒只有0.46 eV,指出这一材料暴漏在空气中,会容易被氧化。因此,实际使用必须有封装保护措施。研究也进一步表明,在低氧浓度条件下,这一材料可以稳定存在,且表面吸附微小量氧原子并不会严重影响其性能。这一研究为该材料的实际应用提供了重要指导。

该成果以“Surface Reconstruction, Oxidation Mechanism, and Stability of Cd=As2”为题,发表在《Advanced Functional Materials》上,永利402com官方网站永利游戏平台高峻峰教授为论文第一作者和共同通讯。该成果得到青年千人计划和永利402com官方网站人才启动资金的资助。

论文网址为:

高峻峰教授主页 http://faculty.dlut.edu.cn/gaojunfeng/zh_CN/index.htm

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