稀土Gd摻雜新型二維材料磷烯改性研究

張 琦，張春紅，2，李湘環

(1.安順學院數理學院，安順 561000；2.安順學院航空電子電氣與信息網絡工程中心，安順 561000)

1 引 言

磷烯是由單元素磷構成的，呈蜂窩褶皺狀結構的新型二維半導體材料，具有0.59 eV～1.51 eV可調節的直接帶隙，而且有載流子遷移率高、導電導熱能力良好、漏電流調制率高、各向異性等性質，這些特性使磷烯在半導體領域和光電器件領域的應用備受關注.

于是，學者們相繼展開了對磷烯材料的研究.Li等[1]從實驗上成功制備了高載流子遷移率的磷烯場效應晶體管.Qiao[2]和張遠波等[3]研究了磷烯受層數調控的光電特性，而且有Dai等[4]和Peng等[5]研究得出通過層數和層間的應變力對磷烯材料電子結構的調控機制.黃文俊[6]研究了不同元素(N、As、Sb、Bi)和不同濃度摻雜情況下對磷烯電子性質的影響.Ong等[7]研究發現磷烯受應力調控的熱傳輸的各向異性.為拓寬磷烯在負極材料方面的研究，譚心等[8]用第一性原理研究了Li、Na、K三種原子在磷烯表面吸附的穩定位置和遷移行為.彭勃等[9]在實驗上實現了僅用1%的磷烯包覆硅基材料，就能有效抑制負極材料在充放電循環過程中的顯著的體積效應，從而提升電化學性能.

研究發現，二維材料磷烯是沒有磁性的，這個內稟性限制了其在納米自旋電子器件上的應用.為此，在磷烯材料中引入和調控磁性成為磁學研究領域的熱點問題.目前，關于堿金屬元素、過渡金屬元素和非金屬元素原子摻雜磷烯進行磁性調控的研究已有報道……