Nghiên cứu các tính chất cấu trúc, điện tử và từ tính của dải nano silicene 1D cạnh ghế bành hấp phụ nguyên tử hydro

Nghiên cứu các tính chất cấu trúc, điện tử và từ tính của dải nano silicene 1D cạnh ghế bành hấp phụ nguyên tử hydro được nghiên cứu bằng các tính toán lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT). Thông qua các tính toán DFT, các đại lượng vật lý được phát triển để nghiên cứu các tính chất cấu trúc và điện tử bao gồm năng lượng hấp phụ, các thông số mạng tối ưu hóa, cấu trúc vùng điện tử, mật độ trạng thái và phân bổ mật điện tích. Mời các bạn cùng tham khảo!

Nghiên cứu tính chất cấu trúc, điện tử từ tính dải nano silicene 1D cạnh ghế bành hấp phụ nguyên tử hydro Huynh Nhu1, Tran Trung Nghia1, Nguyen Thanh Phuong2, Nguyen Duy Khanh1,2,* Viện Phát triển Ứng dụng, Đại học Thủ Dầu Một Trung tâm Công nghệ thông tin, Đại học Thủ Dầu Một Corresponding at khanhnd@tdmu.edu.vn TĨM TẮT Các tính chất cấu, điện tử từ tính dải nano silicene 1D cạnh nghế bành (ASiNR) hấp phụ đơn nguyên tử flo (F) nghiên cứu tính tốn lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) Thơng qua tính tốn DFT, đại lượng vật lý phát triển để nghiên cứu tính chất cấu trúc điện tử bao gồm lượng hấp phụ, thông số mạng tối ưu hóa, cấu trúc vùng điện tử, mật độ trạng thái phân bổ mật điện tích Nguyên tử F hấp phụ tối ưu vị top nồng độ phân bố nguyên tử Năng lượng hấp phụ tính khoảng -5 eV lớn thuộc hấp phụ hóa học Điều dẫn đến cấu trúc hấp phụ bền Độ dài liên kết F-Si tạo thành lớn Si-Si Do vậy, hấp phụ nguyên tử F độ mấp mơ cấu trúc tăng cường đáng kể cấu trúc hấp phụ ASiNR nguyên sơ có độ rộng vùng cấm 0.26 eV Khi hấp phụ nguyên tử F cấu trúc hấp phụ trở thành kim loại sắt từ kiểu p với nồng độ lỗ trống cao kim loại sắt từ trở thành bán dẫn khơng từ tính với độ rộng vùng cấm lớn khoảng 2.18 eV hấp phụ 100% F Các tính chất điện tử từ tính đa dạng tiềm cho ứng dụng điện tử điện tử spin hiệu cao tương lai Từ khóa: silicene, dải silicene 1D, lượng hấp phụ, tính chất điện tử, cấu hình từ tính tính tốn DFT Structural, electronic, and magnetic properties of hydrogen-adsorbed armchair silicene nanoribbons Huynh Nhu1, Tran Trung Nghia1, Nguyen Thanh Phuong2, Nguyen Duy Khanh1,2,* Institute of Applied Technology, Thu Dau Mot University 193 Information Technology Center, Thu Dau Mot University ABSTRACTS Structural, electronic, and magnetic properties of fluorine-adsorbed armchair silicene nanoribbons (ASiNR) are studied through the density functional theory (DFT) calculations The physical quantities to determine the essential properties are fully developed under the DFT calculations, including the adsorption energies, optimal lattice parameters, electronic band structrures, density of states, charge density distributions, magnetic moments, and spin density distributions The fluorine atoms are optimally adsorbed at the top site of ASiNR, regardless of adatom concentrations and distributions The adsorption energies are achieved about -5 eV that is large enough to create the stable structure, belonging to the chemical adsorption The F-Si bonds are very stronger than the Si-Si bonds, causing higher buckling in the F-adsorbed systems The pristine ASiNR has the direct bandgap of 0.26 eV Under the single F adsorptions, it becomes the ferromagnetic p-type metals with high free hole density The ferromagnetic p-type metals will become the nonmagnetic semiconductor with large bandgap of 2.18 eV The diverse electronic and magnetic properties of F-adsorbed ASiNR will be very potetential for applications in highperformance electronic and spinstronic devices Keywords: silicene, silicene nanoribbons, adsorption energy, electronic properties, magnetic configurations, and DFT calculations Giới thiệu Silicon (Si) nguyên tố thuộc nhóm IV có cấu hình electron đặc biệt tồn nhiều dạng thù hình khác nhiều kích thước khác Tương tự phát triển vật liệu dựa carbon (C), dạng thù hình khối 3D [1], chiều (1D) [2] không chiều (0D) [3] Si sớm phát hiện, cấu trúc khối 3D Si biết đến thành phần linh kiện bán dẫn Các dạng thù hình thấp chiều Si ống nano 1D [4] fullerene 0D [5] phát từ sớm; cấu trúc 2D Si dự đoán vào năm 1994 [6] Cấu trúc Si 2D thu hút nhiều ý kể từ tổng hợp thành công lần graphene 2D vào năm 2004 Cấu trúc Si 2D gọi silicene biết đến vật liệu 2D giống graphene Silicene có cấu trúc mạng tinh thể lục giác mấp mô thấp với chế lai hóa quỹ đạo hỗn hợp sp2/sp3 Cơ chế lai hóa 194 quỹ đạo hỗn hợp sp2/sp3 phân tách liên kết σ π silicene tương đối yếu so với chế lai hóa sp2 graphene silicene graphene có cấu trúc hình nón Dirac tạo thành từ quỹ đạo pz lượng vùng thấp Về mặt thực nghiệm, silicene tổng hợp thông qua phương pháp nuôi epitaxy từ lên (bottom-up) ngun tố Si khơng tồn cấu trúc xếp lớp tự nhiên graphite [7] Silicene sở hữu nhiều tính chất vật lý tiềm cho nhiều ứng dụng bóng bán dẫn hiệu ứng trường (FET) dựa silicene hoạt động nhiệt độ phòng [8], cảm biến 2D [9] thiết bị lưu trữ lượng [10] Bên cạnh đó, nhiều tính chất vật lý đặc khác silicene phát bao gồm độ rộng vùng cấm lớn gây bắt cập spin-quỹ đạo điểm Dirac [11], hiệu ứng Hall spin lượng tử lớn [12], chuyển dời từ pha cách điện tôpô sang pha cách điện vùng [13] Các tính chất vật lý tiềm silicene cho thấy silicene ứng cử viên 2D đầy hứa hẹn để thay graphene khơng tính chất 2D giống graphene mà cịn khả tương thích tốt với thiết bị điện tử dựa Si Tuy nhiên, độ rộng vùng cấm nhỏ silicene hạn chế tiềm ứng dụng điện tử nano Do đó, mở rộng độ rộng vùng cấm cho silicene trở thành chủ đề nghiên cứu hấp dẫn nhận nhiều mối quan tâm gần Nhiều phương pháp khác sử dụng để tạo vùng cấm lượng silicene bao gồm giam cầm kích thước hữu hạn nano silicene 2D [14], pha tạp nguyên tử [15], chức hóa bề mặt [16], cấu trúc xếp lớp khác [17], biến dạng học [18] áp trường ngồi [19]; thay đổi hóa học phương pháp hiệu để làm giàu đặc tính thiết yếu silicene Sử dụng tính tốn ngun lý ban đầu, hấp phụ nguyên tử hydro halogen silicene nghiên cứu chi tiết [20] Ngoài ra, vật liệu silicene bị halogen hóa kiểm chứng nghiên cứu kính hiển vi xuyên đường hầm nhiệt độ thấp (STM) [21] Các cấu trúc silicene 2D có độ vênh thấp hấp phụ nguyên tử trở thành cấu trúc 2D có độ vênh cao biến dạng lớn liên kết π suy yếu liên kết σ Về khía cạnh hình học, phương pháp đơn giản hiệu để mở vùng cấm lượng cho silicene tạo giam cầm kích thước hữu hạn silicene 2D Sự giam cầm lượng tử silicene 2D hình thành nên dải silicene 1D (SiNR) [22] Sự giam cầm kích thước hữu hạn cấu trúc silicene 2D tạo dải silicene 1D với hai cấu trúc cạnh điển hình ghế bành (ASiNR) zigzag (ZSiNR) Để giảm hiệu ứng lơ lửng dọc theo cạnh SiNR, loại nguyên tử khác nhóm nguyên tử sử dụng để thụ động hóa cạnh 195 bao gồm, thụ động hóa hydro [23], halogen [24], oxy [25] OH [26] Cả hai cấu trúc ASiNR ZSiNR 1D thể tính chất bán dẫn có độ rộng vùng cấm trực tiếp độ rộng vùng cấm phụ thuộc mạnh vào độ rộng dải nano 1D [27] Mặt khác, ASiNR ZSiNR sở hữu cấu hình từ tính khác định hướng spin khác nguyên tử Si cạnh ASiNR vật liệu bán dẫn khơng từ tính, ZSiNR chất bán dẫn phản sắt từ [28] Độ rộng vùng cấm mở SiNR 1D lợi lớn để khắc phục trở ngại silicene 2D cho ứng dụng thiết bị điện tử Bên cạnh đó, cấu hình từ tính độc đáo ZSiNR 1D vật liệu tiềm cho thiết bị điện tử spin Song song với việc tổng hợp SiNR 1D phương pháp từ xuống (top-down) silicene 2D, phương pháp tổng nuôi epitaxy từ lên (bottom-up) phương pháp hiệu để tổng hợp SiNR 1D với độ xác cấp độ nguyên tử, SiNR 1D được ni chất kim loại màng mỏng cách nhiệt [29] SiNRs với nhiều đặc tính vật lý đa dạng sử dụng rộng rãi cho nhiều ứng dụng bao gồm cảm biến khí, thiết bị điện tử điện tử spin Tuy nhiên, để phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau, tính chất vật lý thiết yếu SiNR 1D cần phải làm đa dạng Các chủ đề nghiên cứu để làm giàu tính chất vật lý thiết yếu SiNR 1D nhanh chóng trở thành tiêu điểm cho nhiều khám phá gần Các phương pháp khác sử dụng để làm phong phú tính chất vật lý thiết yếu SiNR 1D bao gồm chức hóa cạnh [30], thay hấp phụ nguyên tử [31], tạo khuyết tật mạng [32], hình thành cấu trúc dị chất [33], biến dạng học [34] áp trường [35] Từ quan điểm thay đổi hóa học, doping nguyên tử phương pháp hiệu để làm thay đổi mạnh đặc tính thiết yếu SiNR 1D Phương pháp doping gây đa dạng mạnh nồng độ phân bố nguyên tử khác Cho đến nay, nhiều loại nguyên tử khác sử dụng để doping SiNR 1D Sự hấp phụ nguyên tử Cu ZSiNR 1D nghiên cứu tính tốn ngun lý ban đầu [36] Kết nghiên cứu chuyển điện tích từ nguyên tử Si sang nguyên tử Cu dẫn đến trạng thái sắt từ Ngoài ra, hiệu ứng hấp phụ nguyên tử Ti ZSiNR 1D nghiên cứu, nguyên tử Ti hấp phụ tối ưu vị trí lỗ trống gần tâm dải 1D [37] Sự pha tạp P SiNR 1D nghiên cứu, nguyên tử P thay tối ưu vị trí gần cạnh SiNR 1D [38] Sự pha tạp N B SiNR nghiên cứu, N B cho thấy thay tối ưu vị trị gần cạnh 1D [39] Hơn nữa, hấp phụ nguyên tử hydro lên SiNR 1D tạo nhiều tính chất vật lý tiềm Trong nghiên này, sử dụng 196 tính tốn ngun lý ban đầu hệ máy tính hiệu cao trường Đại học Thủ Dầu Một (TDMU HPCC), tính chất cấu trúc, điện tử từ tính đa dạng dải nano silicene 1D cạnh nghế bành hấp phụ nguyên tử hydro nghiên cứu cách hệ thống Các chi tiết tính tốn Cấu tính chất cấu trúc, điện tử từ tính dải silicene 1D cạnh nghế bành hấp phụ nguyên tử hydro nghiên cứu thông qua tính tốn ngun lý ban đầu, tích hợp gói mơ Vienna Ab Initio Simulation Package (VASP) Các vị trí, nồng độ phân bố nguyên tử hấp phụ khảo sát đầy đủ tính tốn VASP Phiếm hàm Perdew-BurkeErnzerhof (PBE) phép xấp xỉ gradient tổng qt sử dụng để tính tốn lượng trao đổi tương quan, có nguồn gốc từ tương tác Coulomb nhiều hạt Tương tác electron-ion mơ tả giả sóng tăng cường máy chiếu (PAW) Hàm sóng lượng trạng thái xây dựng từ sở sóng phẳng với mức cắt lượng tối đa 400 eV Các hướng tuần hoàn mạng cấu trúc ASiNR 1D áp dụng dọc theo hướng ox Để loại bỏ tương tác hai băng nano lân cận, khoảng cách chân không dọc theo hướng giới hạn lượng tử y z đặt lớn 20 Å Các lưới điểm k giản đồ Monkhorst-Pack sử dụng 1x1x12 1x1x100 để tối ưu hóa cấu trúc tính tốn cấu trúc điện tử Lực HellmannFeynman tối đa đặt nhỏ 0,01 eVÅ-1 Độ hội tụ lượng đặt 10-5 eV hai bước ion gần Kết thảo luận 3.1 Các tính chất cấu trúc Mơ hình nghiên cứu dải nano silicene cạnh ghế bành hấp phụ nguyên tử hydro trình bày Hình Độ rộng dải silicene cạnh ghế bành sử dụng đường dimer Có vị trí hấp phụ điển hình H lên dải silicene 1D top, hollow, bridge, valley mơ tả Hình 1, vị trí top xác định vị trí hấp phụ tối ưu Các nồng độ hấp thụ khác khảo sát 8,3% 100% biểu thị Bảng Tại nồng độ 8.3% có vị trí hấp thụ điển hình top Si1, Si5 Si8 Độ dài liên kết Si-Si thứ hai 6-ASiNR cạnh ghế bành có giá trị 26 Å 2.28 Å (Bảng 1) Rõ ràng, độ dài liên kết SiSi thứ thứ hai sai khác khoảng 0,02 Å nguyên nhân sai khác ảnh hưởng cấu trúc cạnh Độ dài liên kết H-Si khoảng 1.49 1.50 Å không 197 thay đổi nồng độ hấp phụ khác Điều cho thấy liên kết H-Si mạnh Năng lượng hấp phụ xác định khoảng -2.19 -2.92 (eV), giá trị lượng hấp phụ tương đối lớn dẫn đến cấu trúc bền Do vậy, hấp phụ nguyên tử H lên ASiNR xác định hấp phụ hóa học Hình 1: Mơ hình ngun tử dải silicene 1D cạnh ghế bành hấp phụ nguyên tử hydro Bảng 1: Năng lượng hấp phụ [E (eV)], độ dài liên kết Si-Si thứ (Å), độ dài liên kết Si-Si thứ hai (Å) độ dài liên kết H-Si (Å) cấu trúc 6-ASiNR nguyên sinh 6-ASiNR hấp phụ H nồng độ khác Configuration Concentration (%) E (eV) 1st Si-Si (Å) 2nd Si-Si (Å) H-Si (Å) Pristine N6-ASiNR X X 2.26 2.28 X (1H)1 8.3 -2.62538 2.33 2.28 1.49 (1H)5 8.3 -2.19833 2.29 2.26 1.50 (1H)8 8.3 -2.19561 2.33 2.26 1.50 (12H) 100 -2.92284 2.37 X 1.49 198 3.2 Tính chất điện tử Cấu trúc vùng điện tử đại lượng vật lý hữu để nghiên cứu tính chất điện tử vật liệu Cấu trúc vùng điện tử dải nano silicene 1D cạnh nghế bành nguyên sơ hấp phụ nguyên tử H nồng độ khác trình bày Hình 2, Hình 2(a), 2(b), 2(c) 2(d) tương ứng cấu trúc vùng điện tử ASiNR nguyên sơ, hấp phụ nguyên tử H vị trí 1, hấp phụ nguyên tử H vị trí hấp phụ 12 nguyên tử H Mức lượng Fermi đặt lượng để xác định vùng lượng hóa trị dẫn Cấu trúc vùng điện tử khơng từ tính ASiNR ngun sơ Hình 2(a) thể độ rộng vùng cấm lượng trực tiếp 0.19 eV (trình bày Bảng 2) vùng lượng tán sắt yếu có đặc tính khơng cắt Ngoài ra, cấu trúc vùng hệ nguyên sơ có momen từ khơng có từ tính Từ tính sinh hấp phụ nguyên tử H Độ rộng vùng cấm lượng phân cực spin mở 0.45 eV 0.46 eV trạng thái spin up đường màu đỏ Hình 2(b) 2(c) hấp phụ nguyên tử H vị trí Khi hấp phụ 100% H từ tính hồn tồn bị triệt tiêu Độ rộng vùng cấm lượng không từ tính mở lớn 2.18 eV biểu thị Hình 2(d) Hình 1: Cấu trúc vùng điện tử (a) ASiNR nguyên sơ, (b) ASiNR hấp phụ nguyên tử H vị trí 1, (c) ASiNR hấp phụ nguyên tử H vị trí (d) ASiNR hấp phụ 12 nguyên tử H Các đường tán sắc màu đỏ đen đại diện cho trạng thái spin up spin dn 199 Mật độ trạng thái điện tử đại lượng vật lý quan trọng để kiểm chứng đặc tính cấu trúc vùng điện tử trình bày Ngồi ra, mật độ trạng thái điện tử phân tách theo spin quỹ đạo quan trọng để xác định chế lại hóa quỹ đạo phân cực spin Mật độ trạng thái điện tử (DOS) ASiNR nguyên sơ hấp phụ nguyên tử H vị trí biểu thị Hình Sự không tồn DOS mức Fermi ASiNR Hình 3(a) xác nhận cho độ rộng vùng cấm lượng cấu trúc vùng điện tử Hình 2(a) Các quỹ đạo Si-3pz biểu thị đường cong màu đỏ Hình 3(a) chiếm ưu hoàn toàn vùng lượng thấp gần mức Fermi tách biệt với quỹ đạo Si-3s, Si-3px Si-3py vùng hóa trị Tuy nhiên, lai hóa trạng thái quỹ đạo Si-3s, 3px, 3py 3pz xuất mức lượng DOS Điều chứng minh cho chế lai hóa hỗn hợp sp2 sp3 dải nano silicene 1D Sự phân cực spin xuất hấp phụ nguyên tử H vị trí thể phân cực spin DOS trình bày Hình 2(b) Sự phân cực spin rõ ràng lân cận mức Fermi biểu thị đỉnh chiếm ưu trang thái spin up down khác cường độ Các trạng thái quỹ đạo Si-3pz chiếm ưu hoàn toàn vùng lượng thấp gần mức Fermi Qũy đạo 1s nguyên tử H biểu thị đường cong màu xang Hình 3(b) chiếm ưu mạnh vùng lượng hóa trị sâu khoảng -6 đến eV quỹ đạo 1s lai hóa với quỹ đạo Si-3s, Si-3px Si-3py Bảng 2: Độ rộng vùng cấm lượng [Eg (eV)]/kim loại, mơmen từ (µB) từ tính 6-ASiNR nguyên sơ 6-ASiNR hấp phụ H nồng độ khác Configuration Concentration (%) Eg (eV)/metal Magnetic moment (µB) Magnetism Pristine N6-ASiNR X 0.19 Nonmagnetic (1H)1 8.3 (0.45)up/(0.32)down Ferromagnetic (1H)5 8.3 (0.46)up/(0.25)down 0.99 Ferromagnetic 12H 100 2.18 Nonmagnetic 200 Cường độ liên kết hóa học nhận phân bố mật độ điện tích Phân bố mật độ điện tích ASiNR nguyên sơ hấp phụ nguyên tử H nồng độ khác trình bày Hình Phân bố mật độ điện tích ASiNR nguyên sơ Hình 4(a) cho thấy cường độ điện tích liên kết σ (hình chữ nhật màu đen) mạnh so với liên kết π (hình chữ nhật màu tím) Điều quan sát mặt cắt (z,x) (x,y) Các liên kết π bị triệt tiêu hấp phụ H Khi hấp phụ nguyên tử H vị trí Hình 4(b) kiên kết σ bị làm suy yếu (màu đỏ nhạt) liên kết H-Si mạnh Các liên kết π bị triệt tiêu hoàn toàn liên kết σ bị làm suy yếu kể quan sát cấu hình hấp phụ 100% H biểu thị Hình 4(c) Sự triệt tiêu liên kết π ASiNR nguyên sơ hấp phụ H chế mở độ rộng vùng cấm Hình 2: Mật độ trạng thái điện tử phân tách theo đóng góp quỹ đạo spin (a) ASiNR nguyên sơ (b) ASiNR hấp phụ ngun tử hydro vị trí 201 Hình 3: Phân bố mật độ điện tích khơng gian (a) ASiNR nguyên sơ, (b) ASiNR hấp phụ nguyên tử H vị trí (c) ASiNR hấp phụ 100% H 3.3 Cấu hình từ tính Phân bố mật độ spin sử dụng để phân tích tính chất từ vật liệu Phân bố mật độ spin ASiNR hấp phụ nguyên tử H vị trí 1, tương ứng trình bày Hình 5(a), 5(b) 5(c) Các trạng thái spin up spin down biểu thị thông qua isosurface màu hồng xanh Rõ ràng, khu vực lân cận vị trí hấp phụ H có nhiều trạng thái điện tử định hướng spin up (màu hồng) khu vực xa vị trí hấp phụ H có phân bổ mật độ spin up spin down tương đối đồng Sự tương quan phân bổ spin up spin down định nên độ lớn momen từ hệ Điều chứng minh từ tính vật liệu sinh nguyên tử H định hướng spin up chiếm ưu so với spin down 202 Hình 4: Phân bố mật độ spin (a) ASiNR hấp phụ nguyên tử H vị trí 1, (b) ASiNR hấp phụ nguyên tử H vị trí (c) ASiNR hấp phụ nguyên tử H vị trí Isosurface màu hồng xanh tương ứng biểu thị cho trạng thái spin up spin down Kết luận Phương pháp DFT tích hợp gói mô lượng tử VASP công cụ hữu ích để nghiên cứu tính chất vật lý thiết yếu vật liệu sử dụng rộng rãi cho nhiều nghiên cứu gần Mô DFT dẫn đến kết xác đáng tin cậy Hiện nay, tính tốn VASP cơng cụ nhiều nhóm nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm tính hiệu triển khai cụm máy tính hiệu cao (HPCC) Cụ thể, nhiều đại lượng vật lý thiết yếu để nghiên cứu tính chất cấu trúc, điện tử, từ tính quang học hồn tồn phát triển thơng qua tính tốn VASP bao gồm lượng liên kết, phổ phonon, độ dài liên kết tối ưu, góc liên kết, cấu trúc vùng điện tử, mật độ trạng thái điện tử, phân bố mật độ điện tích, sai khác mật độ điện tích, momen từ phân bố mật độ spin, hàm điện môi, hàm lượng electron Trong luận văn này, tính tốn VASP sử dụng để xác định tính chất cấu trúc, điện tử từ tính dải nano silicene 1D cạnh ghế bành hấp phụ nguyên tử hydro Sự thay đổi tính chất vật lý thiết yếu với nồng độ hấp phụ hydro khác nghiên cứu chi tiết Các đại lương vật lý để 203 xác định tính chất cấu trúc, điện tử từ tính phát triển thơng qua tính tốn VASP lượng hấp phụ, thông số cấu trúc tối ưu, cấu trúc vùng điện tử, mật độ trạng thái điện tử, phân bố mật độ điện tích phân bố mật độ spin Cụ thể, hấp phụ nguyên tử hydro vị trí 1, tạo bán dẫn sắt từ với độ rộng vùng cấm mở lớn dải silicene ngun sơ Từ tính hồn tồn bị triệt tiêu hấp phụ 100% H độ rộng vùng cấm mở lớn hấp phụ 100% Các tính chất điện tử từ tính đa dạng dải nano silicene 1D cạnh nghế bành hấp phụ hydro thiết yếu cho ứng dụng điện tử điện tử spin Lời cảm ơn: Nghiên cứu tài trợ trường Đại học Thủ Dầu Một Nghiên cứu sử dụng tài ngun Hệ thống tính tốn hiệu cao (HPCC) Trường Đại học Thủ Dầu Một Tài liệu tham khảo [1] Yusufu A et al., Bottom-up nanostructured bulk silicon: a practical high-efficiency thermoelectric material Nanoscale 6, 13921, 2014 [2] Perim E, Paupitz R, Botari T, and Galvao D S, One-dimensional silicon and germanium nanostructures with no carbon analogs, Phys Chem Chem Phys 16, 24570-74, 2014 [3] Tiwari J N, Tiwari R N, and Kim K S, Zero-dimensional, one-dimensional, two-dimensional, and three-dimensional nanostructured materials for advanced electrochemical energy devices, Prog Mater Sci 57, 724–803, 2012 [4] Takeda K and Shiraishi K, Theoretical possibility of stage corrugation in Si and Ge analogs of graphite, Phys Rev B 50, 14916-22, 1994 [5] Cherukara M J, Narayanan B, Chan H, and Sankaranarayanan S K R S, Silicene growth through island migration and coalescence, Nanoscale 9, 10186-92, 2017 [6] Lin C-L et al., Structure of silicene grown on Ag(111), Appl Phys Express 5, 45802, 2012 [7] Tao L et al., Silicene field-effect transistors operating at room temperature, Nat Nanotechnol 10, 227-31, 2015 [8] Hu W, Xia N, Wu X, Li Z, and Yang J, Silicene as a highly sensitive molecule sensor for NH3, NO, and NO2, Phys Chem Chem Phys 16, 6957-62, 2014 [9] Galashev A Y and Ivanichkina K A, Silicene anodes for lithium-ion batteries on metal substrates, J Electrochem Soc 167, 50510, 2020 [10] Karpas M, Faria Junior P E, Gmitra M, and Fabian J, Spin-orbit coupling in elemental two204 dimensional materials, Phys Rev B 100, 125422, 2019 [11] Liu C-C, Feng W, and Yao Y, Quantum spin Hall effect in silicene and two-dimensional germanium, Phys Rev Lett 107, 76802, 2011 [12] Ezawa M, Monolayer topological insulators: silicene, germanene, and stanene, J Phys Soc Japan 84, 121003, 2015 [13] Hernández Cocoletzi H and Castellanos Águila J E, DFT studies on the Al, B, and P doping of silicene, Superlattices Microstruct 114, 242-50, 2018 [14] Huang B, Xiang H J, and Wei S-H, Chemical functionalization of silicene: spontaneous structural transition and exotic electronic properties, Phys Rev Lett 111, 145502, 2013 [15] Padilha J E and Pontes R B, Free-standing bilayer silicene: the effect of stacking order on the structural, electronic, and transport properties, J Phys Chem C 119, 3818-25, 2015 [16] Qin R, Wang C-H, Zhu W, and Zhang Y, First-principles calculations of mechanical and electronic properties of silicene under strain, AIP Adv 2, 22159, 2012 [17] Wu J-Y, Chen S-C, Gumbs G, and Lin M-F, Feature-rich electronic excitations of silicene in external fields, Phys Rev B 94, 205427, 2016 [18] Johll H, Lee M D K, Ng S P N, Kang H C, and Tok E S, Influence of interconfigurational electronic states on Fe, Co, Ni-silicene materials selection for spintronics, Sci Rep 4, 7594, 2014 [19] Lin X and Ni J, Much stronger binding of metal adatoms to silicene than to graphene: a first-principles study, Phys Rev B 86, 75440, 2012 [20] Resta A et al., Atomic structures of silicene layers grown on Ag(111): scanning tunneling microscopy and noncontact atomic force microscopy observations, Sci Rep 3, 2399, 2013 [21] De Padova P, Perfetti P, Olivieri B, Quaresima C, Ottaviani C and Le Lay G, 1D graphenelike silicon systems: silicene nano-ribbons, J Phys Condens Matter 24, 223001, 2012 [22] Lu Y H et al., Effects of edge passivation by hydrogen on electronic structure of armchair graphene nanoribbon and band gap engineering, Appl Phys Lett 94, 122111, 2009 [23] Cao L, Li X, Li Y, and Zhou G, Electrical properties and spintronic application of carbon phosphide nanoribbons with edge functionalization, J Mater Chem C 8, 9313–21, 2020 [24] Sadeghi H, Sangtarash S and Lambert C J, Enhanced thermoelectric efficiency of porous silicene nanoribbons, Sci Rep 5, 9514, 2015 [25] Yao Y, Liu A, Bai J, Zhang X, and Wang R, Electronic structures of silicene nanoribbons: 205 two-edge-chemistry modification and first-principles study, Nanoscale Res Lett 11, 371, 2016 [26] Dong H, Fang D, Gong B, Zhang Y, Zhang E and Zhang S, Electronic and magnetic properties of zigzag silicene nanoribbons with Stone–Wales defects, J Appl Phys 117, 64307, 2015 [27] Quertite K et al., Silicene nanoribbons on an insulating thin film, Adv Funct Mater., 2007013, 2020 [28] van den Broek B, Houssa M, Lu A, Pourtois G, Afanas’ev V, and Stesmans A, Silicene nanoribbons on transition metal dichalcogenide substrates: effects on electronic structure and ballistic transport, Nano Res 9, 3394-406, 2016 [29] Mehdi Aghaei S, Torres I and Calizo I, Structural stability of functionalized silicene nanoribbons with normal, reconstructed, and hybrid edges, J Nanomater., 5959162, 2016 [30] Tran N T T, Gumbs G, Nguyen D K, and Lin M-F, Fundamental properties of metaladsorbed silicene: a DFT study, ACS Omega 5, 13760-9, 2020 [31] Walia G K and Randhawa D K K, First-principles investigation on defect-induced silicene nanoribbons-A superior media for sensing NH3, NO2 and NO gas molecules, Surf Sci 670, 3343, 2018 [32] Rosales L, Orellana P, Barticevic Z, and Pacheco M, Transport properties of graphene nanoribbon heterostructures, Microelectronics J 39, 537-40, 2008 [33] Mahmoudi M, Fathipour M and Ahangari Z, Improved double-gate armchair silicene nanoribbon field-effect-transistor at large transport band gap, Chinese Phys B 25, 8, 2016 [34] Lu W-T, Sun Q-F, Tian H-Y, Zhou B-H, and Liu H-M, Band bending and zero-conductance resonances controlled by edge electric fields in zigzag silicene nanoribbons, Phys Rev B 102 125426, 2020 [35] Ghasemi N, Ahmadkhan Kordbacheh A, and Berahman M, Electronic, magnetic and transport properties of zigzag silicene nanoribbon adsorbed with Cu atom: a first-principles calculation, J Magn Magn Mater 473, 306-11, 2019 [36] Xu L, Wang X-F, Zhou L, and Yang Z-Y, Adsorption of Ti atoms on zigzag silicene nanoribbons: influence on electric, magnetic, and thermoelectric properties, J Phys D Appl Phys 48, 215306, 2015 [37] Zhang J-M, Song W-T, Xu K-W, and Ji V, The study of the P doped silicene nanoribbons with first-principles, Comput Mater Sci 95, 429-34, 2014 206 [38] Ma L, Zhang J-M, Xu K-W and Ji V, Nitrogen and boron substitutional doped zigzag silicene nanoribbons: ab initio investigation, Phys E Low-dimensional Syst Nanostructures 60, 112-7, 2014.Rev Lett 77, 3865, 1996 207 ... 3.2 Tính chất điện tử Cấu trúc vùng điện tử đại lượng vật lý hữu để nghiên cứu tính chất điện tử vật liệu Cấu trúc vùng điện tử dải nano silicene 1D cạnh nghế bành nguyên sơ hấp phụ nguyên tử. .. định tính chất cấu trúc, điện tử từ tính dải nano silicene 1D cạnh ghế bành hấp phụ nguyên tử hydro Sự thay đổi tính chất vật lý thiết yếu với nồng độ hấp phụ hydro khác nghiên cứu chi tiết Các. .. nguyên tử hydro nghiên cứu cách hệ thống Các chi tiết tính tốn Cấu tính chất cấu trúc, điện tử từ tính dải silicene 1D cạnh nghế bành hấp phụ ngun tử hydro nghiên cứu thơng qua tính tốn ngun lý ban