Các tính chất cấu trúc và điện tử của dải nano silicene 1D hấp phụ đơn nguyên tử Flo: Nghiên cứu nguyên lý ban đầu

Các tính chất cấu trúc và điện tử của dải nano silicene 1D hấp phụ đơn
nguyên tử Flo: Nghiên cứu nguyên lý ban đầu
Nguyen Thanh Phuong1, Nguyen Duy Khanh1,2,*
1

Trung tâm Công nghệ thông tin, Đại học Thủ Dầu Một
2

Viện Phát triển Ứng dụng, Đại học Thủ Dầu Một
Corresponding at

TÓM TẮT
Các tính chất cấu và điện tử của dải nano silicene 1D cạnh nghế bành (ASiNR) hấp phụ đơn
nguyên tử flo (F) là được nghiên cứu bằng các tính tốn lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT).
Thơng 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. Nguyên tử F hấp phụ tối ưu nhất tại vị top.
Năng lượng hấp phụ được đã tính được là khoảng -5 eV rất lớn thuộc về hấp phụ hóa học. Điều
này dẫn đến các cấu trúc hấp phụ là rất bền. Độ dài liên kết F-Si được tạo thành là rất lớn hơn SiSi. Do vậy, khi hấp phụ 1 nguyên tử F thì độ mấp mơ cấu trúc sẽ được tăng cường đáng kể trong
các cấu trúc hấp phụ. ASiNR nguyên sơ có độ rộng vùng cấm là 0.26 eV. Khi hấp phụ 1 nguyên
tử F thì cấu trúc hấp phụ này trở thành kim loại kiểu p với nồng độ lỗ trống rất cao. Các kim loại
kiểu p này sẽ rất tiềm năng cho các vật dẫn hiệu năng cao trong tương lai.
Từ khóa: silicene, các dải silicene 1D, năng lượng hấp phụ, tính chất điện tử và tính tốn DFT.

Structural and electronic properties of single fluorine-adsorbed silicene
nanoribbons: A first-principles study
Nguyen Thanh Phuong1, Nguyen Duy Khanh1,2,*
1
2

Information Technology Center, Thu Dau Mot University

Institute of Applied Technology, Thu Dau Mot University

ABSTRACTS

79


Structural and electronic of single fluorine atom-adsorbed armchair silicene nanoribbons
(ASiNR) are studied through the density functional theory calculations. Using the DFT
calculations, the physical quantities to determine the structural and electronic properties are
thoroughly developed that includes the adsorption energies, optimal structural parameters,
electronic band structures, density of states, and spatial charge density distributions. F adatoms
optimally adsorb at the top site of ASiNR, regardless of adatom concentrations and distributions.
The large adsorption energies are achieved that lead to a very stable structure. This adsorbed
system can be considered as the chemical adsorption. The created F-Si bond lengths are very
shorter than the Si-Si bond lengths, causing the higher buckling in the F-adsorbed systems. The
pristine ASiNR has the bandgap of 0.26 eV that can ben regarded as the semiconductor. Under
the single F adsorption, it becomes the p-type metals with high free hole density that is due to the
F adatoms adsorbing electrons from Si atom to create holes. The p-type metallic properties of Fadsorbed ASiNR will be very promissing for future high-performance conductors.
1. Giới thiệu
Mặc dù đã gần hai thập kỷ kể từ lần đầu tiên tổng hợp thành công vật liệu graphene hai chiều
(2D) [1], các vật liệu 2D giống graphene vẫn được quan tâm trong nhiều nghiên cứu vì các đặc
tính mới của chúng là rất quan trọng để cải thiện hiệu suất của nhiều vật liệu truyền thống trong
các thiết bị [2]. Silicene được biết đến như một vật liệu 2D giống graphene tồn tại trong một cấu
trúc mạng tổ Ong mấp mô [3]. Silicene sở hữu nhiều tính chất chất đặc biệt giống graphene [4].
Ngồi ra, silicene thể hiện nhiều đặc tính độc đáo khác như độ rộng vùng cấm xuất hiện bởi sự
bắt cập spin quỹ đạo tại điểm Dirac [5], sự xuất hiện của pha kim loại phân cực thung lũng và
hiệu ứng Hall lượng tử bất thường [6], spin lượng tử Hiệu ứng Hall được kiểm tra ở phạm vi
nhiệt độ thấp [7], và đặc tính cách điện tơpơ trở thành pha cách điện bề mặt dưới điện trường bên

ngoài [8]. Bên cạnh đó, silicene có khả năng tương thích tốt trong các thiết bị điện tử cao hơn
graphene vì thành phần chính của silicene dựa trên các nguyên tử silicon [9] là ngun tố chính
trong ngành cơng nghiệp điện tử silicon [10]. Điều này làm cho silicene trở thành trọng tâm
chính của nhiều nghiên cứu gần đây do ưu điểm của nó trong việc tích hợp với các thiết bị điện
tử dựa trên Si [11, 12]. Tuy nhiên, độ rộng vùng cấm bằng 0 của silicene đã ngăn cản tiềm năng
lớn của nó cho các ứng dụng thực tế [13]. Do đó, việc mở rộng độ rộng vùng cấm cho silicene là
một vấn đề quan trọng cho các ứng dụng điện tử [14]. Các phương pháp khác nhau đã được sử
80


dụng để mở dải silicene như sự hấp phụ nguyên tử [15], sự thay thế [16], chức năng hóa học
[17], biến dạng cơ học [18], cấu hình xếp lớp [19], áp dụng trường bên ngoài [20] và giam cầm
lượng tử kích thước hữu hạn [21]. Trong số các phương pháp này, giam cầm ở kích thước hữu
hạn có thể tạo thành các dải nano silicene 1D (SiNRs) mà khơng có bất kỳ biến dạng cấu trúc
nghiêm trọng nào, đây được xem là một phương pháp hiệu quả để mở rộng độ rộng vùng cấm
của silicene [22]. SiNRs sở hữu hai cấu trúc cạnh điển hình, được gọi là ghế bành (ASiNR) và
cạnh ngoằn ngoèo (ZSiNR) [23]. Cả ASiNR và ZSiNR đều biểu thị độ rộng vùng cấm trực tiếp,
được xác định bởi vùng hóa trị chiếm đầy cao nhất và vùng dẫn không bị chiếm dụng thấp nhất
[24]. Độ rộng vùng cấm của SiNR phụ thuộc mạnh vào độ rộng cấu trúc tuân theo quy tắc Eg(2n
+ 1)>Eg(2n)>Eg(2n + 2). ZSiNR có các trạng thái spin phản sắt từ qua hai cạnh ngoằn ngoèo
[25], trong khi đó ASiNR thể hiện các trạng thái phi từ tính [26]. Cho đến nay, SiNR 1D đã được
tổng hợp thành công bằng nhiều phương pháp thực nghiệm khác nhau như phương pháp từ trên
xuống hoặc từ dưới lên [27,28]. Độ rộng vùng cấm được mở ra của 1D SiNRs đã khắc phục
được nhược điểm quan trọng của silicene 2D cho các ứng dụng thực tế. Tuy nhiên, độ rộng vùng
cấm này còn khá nhỏ để phù hợp với các thiết bị điện tử hoặc quang điện tử, do đó điều chỉnh
các đặc tính điện tử của 1D SiNR là vấn đề cấp thiết của khoa học và công nghệ. Nhiều phương
pháp tiếp cận thực tế đã được sử dụng để làm phong phú thêm các đặc tính điện tử của 1D SiNR,
bao gồm chức hóa các cạnh [29], hấp phụ bề mặt [30], pha tạp [31], cấu hình xếp chồng [32],
biến dạng cơ học [33], và áp điện trường hoặc từ trường ngoài [34]. Trong số các phương pháp
này, việc pha tạp trực tiếp (thay thế) các nguyên tử khác nhau trong 1D SiNRs có thể đa dạng

hóa đáng kể các đặc tính điện tử mà không gây ra các biến dạng cấu trúc nghiêm trọng. Bên cạnh
đó, sự thay thế nguyên tử có thể tạo ra năng lượng hình thành lớn dẫn đến sự ổn định cấu trúc tốt.
Gần đây, sự thay thế nguyên tử trong SiNRs 1D đã được quan tâm trong nhiều nghiên cứu lý
thuyết và thực nghiệm. Sử dụng các phép tính nguyên tắc đầu tiên, Ma Ling và các cộng sự đã
nghiên cứu cấu trúc, năng lượng hình thành và tính chất điện tử của các băng nano silicene ghế
bành được pha tạp thay thế bằng các nguyên tử N hoặc B [35]. Nghiên cứu này chỉ ra rằng sự
thay thế ở các cạnh thuận lợi hơn các vị trí khác. Việc thay thế các nguyên tử N hoặc B đơn lẻ và
các nguyên tử B kép dẫn đến chuyển đổi bán dẫn-kim loại, trong khi sự thay thế các nguyên tử B
kép vẫn giữ nguyên trạng thái bán dẫn. DavoodianIdalik, M và cộng sự đã nghiên cứu các đặc
tính cấu trúc, điện tử và từ tính của ASiNR được thay thế bằng Fe [36]. Kết quả cho thấy rằng sự
thay thế của nguyên tử Fe đơn lẻ tạo ra sự chuyển đổi độ rộng vùng cấm trực tiếp-gián tiếp và
81


vùng cấm gián tiếp trở nên nhỏ hơn. Thay thế Fe có thể dẫn đến sự chuyển đổi của kim loại
khơng từ tính-sắt từ và bán dẫn-nửa kim loại. Zhang Jian-Min và các cộng sự đã nghiên cứu các
đặc tính từ và điện tử của ASiNR pha tạp P [37]. Kết quả nghiên cứu này cho thấy sự thay thế P
là thuận lợi ở các cạnh dải băng. ASiNR được thay thế P trở thành chất bán dẫn sắt từ do sự phân
tách spin được tạo ra bởi adatom. Các ZSiNR được thay thế P dẫn đến sự chuyển đổi phản sắt từsắt từ vì các trạng thái spin bị triệt tiêu ở các cạnh được thay thế. Cho đến nay, chủ đề nghiên
cứu về các dải nano silicene 1D hấp phụ nguyên tử Flo vẫn chưa được thực hiện một cách có hệ
thống. Do đó, trong nghiên cứu này, các đặc tính cấu trúc và điện tử của các dải nano silicene
cạnh ghế bành hấp phụ flo (F) sẽ được nghiên cứu một cách có hệ thống thơng qua các tính tốn
ngun lý ban đầu.
2. Các chi tiết tính tốn
Cấu tính chất cấu trúc và điện tử của ASiNR hấp phụ đơn nguyên tử flo là được nghiên cứu
bằng phương pháp lý thuyết hàm mật độ (DFT), được tích hợp trong gói mơ phỏng Vienna Ab
Initio Simulation Package (VASP). Các vị trí hấp phụ và phân bố nguyên tử hấp phụ tối ưu là
được khảo sát đầy đủ trong các tính tốn VASP. Phiếm hàm Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE)
dưới phép xấp xỉ gradient tổng qt được sử dụng để tính tốn năng lượng trao đổi và tương
quan, có nguồn gốc từ các tương tác Coulomb nhiều hạt. Tương tác electron-ion được mơ tả bởi

các giả thế sóng tăng cường máy chiếu (PAW). Hàm sóng và năng lượng trạng thái được xây
dựng từ cơ sở sóng phẳng với mức cắt năng lượng tối đa là 400 eV. Các hướng tuần hoàn mạng
của cấu trúc ASiNR 1D được áp dụng dọc theo hướng ox. Để loại bỏ sự tương tác giữa hai băng
nano lân cận, khoảng cách chân không dọc theo các hướng giới hạn lượng tử của y và z được đặt
lớn hơn 20 Å. Các lưới điểm k trong giản đồ Monkhorst-Pack được sử dụng là 1x1x12 và
1x1x100 để tối ưu hóa cấu trúc và các tính tốn cấu trúc điện tử. Lực Hellmann-Feynman tối đa
được đặt nhỏ hơn 0,01 eVÅ-1. Sự hội tụ năng lượng được đặt ở 10-5 eV giữa hai bước ion gần
nhất.
3. Kết quả và thảo luận
3.1.Các tính chất cấu trúc
Mơ hình cấu trúc ngun tử của dải nano silicene cạnh ghế bành (ASiNR) nguyên sơ và khi
hấp phụ nguyên tử flo (F) là được trình bày trong Hình 1. Trong Hình 1, độ rộng của ASiNR
82


được sử dụng là 6 đường dimer. Có 4 vị trí hấp phụ điển hình của F lên ASiNR là top, hollow,
bridge, valley; trong đó, F hấp phụ tối ưu nhất tại vị trí top. Độ bền cấu trúc hấp phụ là được xác
định thông qua năng lượng hấp phụ. Năng lượng hấp phụ là được biểu thị trong Bảng 1 cho 1
nguyên tử F hấp phụ tại các vị trí 1, 3 và 5. Các giá trị năng lượng hấp phụ là lớn -5 eV dẫn đến
các cấu trúc hấp phụ này rất bền vững. Các thông số cấu trúc tối ưu như các độ dài liên kết Si-Si
ở gần cạnh và xa cạnh, độ dài liên kết F-Si và độ mấp mô cấu trúc được biểu thị trong Bảng 1.
Đối với cấu trúc ASiNR nguyên sơ, độ dài liên kết Si-Si ở gần cạnh và xa cạnh tương ứng là 2.09
Å và 2.2 Å. Điều này cho thấy rằng độ liên kết Si-Si ở gần cạnh là nhỏ hơn ở xa cạnh và độ mấp
mô cấu trúc là 0.73 Å. Khi hấp phụ 1 nguyên tử F tại các vị trí khác nhau, độ dài liên kết của SiSi là bị kéo dãn 0.24 Å là do ảnh hưởng của sự tạo thành liên kết F-Si rất mạnh. Độ dài liên kết
F-Si là 1.63 Å là rất ngắn hơn so với các độ dài liên kết Si-Si. Điều này chứng minh rằng cường
độ liên kết F-Si là rất mạnh hơn so với Si-Si. Liên kết F-Si mạnh này dẫn đến độ mấp mô trong
các cấu trúc hấp phụ đều tăng lên.

Hình 1: Cấu trúc nguyên tử được xem từ mặt thẳng đứng (top view) và mặt cạnh (side view) của (a)
ASiNR nguyên sơ và (b) ASiNR khi hấp phụ nguyên tử flo (F).

83


Bảng 1: Năng lượng hấp phụ [Eads (eV)], độ dài liên kết Si-Si gần cạnh (1st Si-Si), độ dài liên kết Si-Si xa
cạnh (2nd Si-Si), độ dài liên kết F-Si (Å), độ mấp mô buckling (Å) và độ rộng vùng cấm năng lượng
Eg(eV) của ASiNR nguyên sơ và khi hấp phụ 1 nguyên tử F tại các vị trí khác nhau.
configuration Concentration
(%)
pristine
X
ASiNR
(1F)1
8.33%
(1F)3
8.33%
(1F)5
8.33%

2nd Si-Si

F-Si

X

1st Si-Si
(Å)
2.09

2.22

-5.5274
-5.2785
-5.3317

2.332
2.320
2.323

2.223
2.221
2.259

Eads (eV)

X

Buckling
(Å)
0.73

Eg (eV)
0.26

1.634
1.635
1.636

0.86
0.78
0.96

Metal
Metal
Metal

3.2.Các tính chất điện tử
Cấu trúc vùng điện tử là đại lượng vật lý rất hữu ích để nghiên cứu các tính chất điện tử. Cấu
trúc vùng điện tử của ASiNR nguyên sơ và khi hấp phụ 1 nguyên tử F tại các vị trí khác nhau là
được trình bày trong Hình 2. Cấu trúc vùng điện tử của ASiNR nguyên sơ trong Hình 2(a) biểu
thị rằng một độ rộng vùng cấm năng lượng 0.26 eV là được mở ra tại điểm Г, do vậy cấu trúc
này được xem là có tính chất bán dẫn với độ rộng vùng cấm năng lượng trực tiếp. Các quỹ đạo
Si-3pz (hình trịn màu đỏ) là chiếm ưu thế trong phạm vi năng lượng thấp gần mức Fermi và tách
biệt với các quỹ đạo Si-3s và Si-3px+3py; tuy nhiên các quỹ đạo này là đồng đóng góp tại một số
vùng năng lượng cụ thể. Điều này chứng minh rằng có sự hỗn hợp lai hóa sp2 và sp3 trong cấu
trúc ASiNR nguyên sơ. Cấu trúc vùng năng lượng điện tử của ASiNR khi hấp phụ 1 nguyên tử F
tại các vị trí 1, 3 và 5 tương ứng được biểu thị trong Hình 2(b), 2(c) và 2(d), các cấu trúc vùng
này đều có đặc điểm chung là các nguyên tử F (đường tròn màu hồng) chiếm ưu thế mạnh ở
vùng năng lượng hóa trị rất sâu và các vùng năng lượng khác là bị chiếm ưu thế bởi các nguyên
tử Si (đường tròn màu xanh). Điều này chứng minh rằng liên kết F-Si là rất mạnh so với các liên
kết Si-Si. Bên cạnh đó, các cấu trúc vùng điện tử khi hấp phụ F đều tồn tại các vùng năng lượng
con ở vùng hóa trị cắt mức Fermi để hình thành mật độ lỗ trống tự do trong các cấu trúc này và
các cấu trúc này được xem là có tính chất kiêm loại kiểu p. Ngun nhân dẫn đến sự tạo thành
mật độ lỗ trống tự do là do ái lực electron mạnh của F đã hấp phụ các electron của các nguyên tử
Si để sinh ra các lỗ trống trong ASiNR.

84


Hình 2: Cấu trúc vùng năng lượng điện tử được phân tách theo đóng góp quỹ đạo và nguyên tử của (a)
ASiNR nguyên sơ, (b) ASiNR hấp phụ 1 nguyên tử flo tại vị trí 1, (c) ASiNR hấp phụ 1 nguyên tử flo tại

vị trí 3 và (d) ASiNR hấp phụ 1 nguyên tử flo tại vị trí 5.

Mật độ trạng thái điện tử là đại lượng vật lý rất hữu ích để kiểm chứng các đặc tính chính
cấu trúc vùng điện tử. Ngoài ra, mật độ trạng thái được phân tách theo đóng góp của từng quỹ
đạo nguyên tử có thể nhận ra được cơ chế lai hóa quỹ đạo trong vật liệu. Mật độ trạng thái phân
tách theo quỹ đạo của ASiNR nguyên sơ và ASiNR hấp phụ 1 nguyên tử F tại vị trí 1 là được
trình bày trong Hình 3. Mật độ trạng thái điện tử của ASiNR nguyên sơ trong Hình 3(a) biểu thị
một vùng không tồn tại trạng thái điện tử trong lân cận mức năng lượng Fermi. Điều này xác
nhận cho độ rộng vùng cấm được mở ra trong cấu trúc vùng điện tử. Các quỹ đạo Si-3pz (đường
cong màu đỏ) chiếm ưu thế hoàn toàn trong vùng năng lượng thấp được biểu thị bởi các đỉnh
chiếm ưu thế. Các quỹ đạo Si-3pz này là tách biệt với các quỹ đạo Si-3s (đường cong màu xanh
lá) và Si-3px+3py (đường cong màu xanh đậm) trong vùng năng lượng hóa trị sâu, tuy nhiên các
quỹ đạo này lai hóa với nhau được biểu thị bởi các đỉnh chồng chập của các quỹ đạo tại vùng
85


năng lượng hóa trị trung bình. Điều này chứng minh cho cơ chế lai hóa hỗn hợp sp2 và sp3. Khi
hấp phụ F, mật độ trạng thái là tồn tại tại mức năng lượng Fermi được biểu thị trong Hình 3(b).
Điều này chứng minh cho trạng thái kiêm loại. Ngoài ra, các quỹ đạo của F là chiếm ưu thể
mạnh ở vùng hóa trị rất sâu được biểu thị bởi các đỉnh F rất mạnh, chứng minh cho liên kết F-Si
rất mạnh hơn liên kết Si-Si.

Hình 3: Mật độ trạng thái điện tử phân tách theo đóng góp quỹ đạo của (a) ASiNR nguyên sơ và
(b) ASiNR hấp phụ 1 nguyên tử F tại vị trí 1.
Cường độ của các liên kết hóa học là được nhận ra bằng đại lượng phân bố mật độ điện
tích. Phân bố mật độ điện tích được chiếu theo mặt cắt (z,x) và (x,y) của ASiNR nguyên sơ và
ASiNR hấp phụ 1 nguyên tử F tại vị trí 1 và 5 là được trình bày trong Hình 4. Phân bố mật độ
86

điện tích của ASiNR ngun sơ trong Hình 4(a) cho thấy rằng cường độ của các liên kết σ của
các quỹ đạo Si-(3s, 3px và 3py) là rất mạnh (màu đỏ) hơn so với liên kết π yếu (màu xanh) của
các quỹ đạo Si-3pz. Khi hấp phụ 1 nguyên tử F thì các liên kết σ của Si-Si là bị làm suy yếu bởi
liên kết F-Si rất mạnh. Ái lực electron mạnh của F đã hấp thụ các electron từ các nguyên tử Si
dẫn đến điện tích phân bổ rất dày trong khu vực gần nguyên tử F được biểu thị bởi màu đỏ đậm
trong Hình 4(b) và 4(c).

Hình 4: Phân bổ mật độ điện tích của (a) ASiNR nguyên sơ và (b) ASiNR hấp phụ 1 nguyên tử
flo tại vị trí 1 và (c) ASiNR hấp phụ 1 nguyên tử flo tại vị trí 5
4. Kết luận
Các tính tốn DFT được triển khai trong gói VASP là cơng cụ rất hữu ích để nghiên cứu các
tính chất của vật liệu và đã được sử dụng rộng rãi cho nhiều nghiên cứu in silico gần đây. Nhiều
định lượng vật lý thiết yếu có thể được phát triển thơng qua các tính tốn VASP để nghiên cứu
các tính chất cấu trúc, điện tử, từ tính và quang học bao gồm năng 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, chênh lệch mật độ điện tích, mơ men từ, phân bố mật độ spin, hàm điện môi, phổ hấp
thụ, hàm mất năng lượng electron. Trong nghiên cứu này, sử dụng các tính tốn VASP, chúng tơi
87


đã báo cáo chi tiết các tính chất cấu trúc và điện tử của ASiNR hấp phụ 1 nguyên tử F. Cụ thể,
các tính chất vật lý thiết yếu này là được xác định bởi các đại lượng vật lý như năng lượng hấp
phụ, các thông số cấu trúc tối ưu, cấu trúc vùng điện tử, mật độ trạng thái điện tử và phân bổ mật
độ điện tích. Các độ dài liên kết Si-Si là được kéo dãn 0.24 Å khi hấp phụ 1 nguyên tử F nguyên
nhân là do có sự chuyển dời điện tích từ các ngun tử Si đến F. Sự tạo thành liên kết F-Si mạnh
dẫn đến độ mấp mô của cấu trúc hấp phụ tăng lên so với ASiNR nguyên sơ. Cấu trúc vùng điện
tử của ASiNR biểu thị một độ rộng vùng cấm năng lượng là 0.26 eV và được quyết định bởi các
quỹ đạo Si-3pz. Khi hấp phụ 1 nguyên tử F tại các vị trí khác nhau, cấu trúc vùng điện tử của các
cấu trúc hấp phụ này tồn tại nhiều vùng con hóa trị cắt mức năng lượng Fermi chứng minh cho
tính chất kim loại. Các đặc tính kiêm loại cũng được nhận ra bởi sự tồn tại mật độ trạng thái điện

tử tại mức Fermi trong đại lượng mật độ trạng thái điện tử. Ngồi ra, cơ chế lai hóa quỹ đạo
trong ASiNR nguyên sơ được nhận ra là hỗn hợp của sp2 và sp3. Khi hấp phụ nguyên tử F, sự lại
hóa của các quỹ đạo F và Si là xuất hiện trong liên kết F-Si mạnh. Các tính chất kim loại với mật
độ lỗ trống cao của ASiNR hấp phụ F có thể ứng dụng cho các vật liệu dẫn hiệu năng cao trong
tương lai.
Lời cảm ơn: Nghiên cứu này được tài trợ bởi trường Đại học Thủ Dầu Một và Nghiên cứu này
đã sử dụng tài nguyên của Hệ thống tính tốn hiệu năng cao (HPCC) tại Trường Đại học Thủ
Dầu Một.
Tài liệu tham khảo
[1] Novoselov K S et al., Electric field effect in atomically thin carbon films, Science. 306, 666669, 2004.
[2] Geim A K, Graphene prehistory, Physica Scripta. 146, 14003, 2012.
[3] Novoselov K S et al., Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene, Nature.
438, 197-200, 2005.
[4] Zhang C and Liu T, A review on hybridization modification of graphene and its polymer
nanocomposites, Chinese Sci. Bull. 57, 3010–21, 2012.
[5] Ahuja R, Auluck S, Trygg J, Wills J M, Eriksson O and Johansson B, Electronic structure of
graphite: effect of hydrostatic pressure, Phys. Rev B. 51, 4813, 1995.
[6] Li K et al., Self-assembly of graphene on carbon nanotube surfaces, Sci. Rep. 3, 2353, 2013.
[7] Ren W, Gao L, Liu B, Zhao J and Cheng H-M, Efficient synthesis of graphene nanoribbons
88


sonochemically cut from graphene sheets Nano Res. 3, 16–22, 2010.
[8] Tang C, Oppenheim T, Tung V C and Martini A, Structure-stability relationships for
graphene-wrapped fullerene-coated carbon nanotubes, Carbon. 61, 458–66, 2013.
[9] Kariyado T and Hatsugai Y, Manipulation of Dirac Cones in mechanical graphene, Sci.Rep.
5, 18107, 2015.
[10] Phiri J, Johansson L-S, Gane P and Maloney T, A comparative study of mechanical, thermal
and electrical properties of graphene-, graphene oxide- and reduced graphene oxide-doped
microfibrillated cellulose nanocomposites, Compos. Part B Eng. 147, 104–13, 2018.

[11] Han T-H, Kim H, Kwon S-J and Lee T-W, Graphene-based flexible electronic devices,
Mater. Sci. Eng. R Reports. 118, 1–43, 2017.
[12] Wassei J K and Kaner R B, Graphene, a promising transparent conductor, Mater. Today. 13
529, 2010.
[13] Zhang F et al., A high-performance supercapacitor-battery hybrid energy storage device
based on graphene-enhanced electrode materials with ultrahigh energy density, Energy Environ.
Sci. 6, 1623–32, 2013.
[14] Sahu S and Rout G C, Band gap opening in graphene: a short theoretical study, Int. Nano
Lett. 7, 819, 2017.
[15] Xu X et al., Interfacial engineering in graphene band gap, Chem. Soc. Rev. 47, 3059-99,
2018.
[16] Fan X, Shen Z, Liu A Q and Kuo J-L, Band gap opening of graphene by doping small boron
nitride domains, Nanoscale. 4, 2157-65, 2012.
[17] Gui G, Li J and Zhong J, Band structure engineering of graphene by strain: first-principles
calculations, Phys. Rev. B. 78 75435, 2008.
[18] Tang S, Wu W, Xie X, Li X and Gu J, Band gap opening of bilayer graphene by graphene
oxide support doping, RSC Adv. 7, 9862-71, 2017.
[19] Villamagua L, Carini M, Stashans A and Gomez C V, Band gap engineering of graphene
through quantum confinement and edge distortions, Ric. di Mat. 65, 579-84, 2016.
[20] Iyakutti K, Mathan Kumar E, Thapa R, Rajeswarapalanichamy R, Surya V J and Kawazoe
Y, Effect of multiple defects and substituted impurities on the band structure of graphene: a DFT
study, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 27, 12669-79, 2016.
[21] Mak K F, Lui C H, Shan J and Heinz T F, Observation of an electric-field-induced band gap
89


in bilayer graphene by infrared spectroscopy, Phys. Rev. Lett. 102, 256405, 2009.
[22] Oughaddou H et al., Silicene, a promising new 2D material, Prog. Surf. Sci. 90, 46–83,
2015.
[23] Acun A et al., Germanene: the germanium analogue of graphene, J. Phys. Condens. Matter.

27, 443002, 2015.
[24] Zhu F et al., Epitaxial growth of two-dimensional stanene, Nat. Mater. 14, 1020–5, 2015.
[25] Khandelwal A, Mani K, Karigerasi M H and Lahiri I, Phosphorene-the two-dimensional
black phosphorous: properties, synthesis and applications, Mater. Sci. Eng. B. 221, 17–34, 2017.
[26] Singh D, Gupta S K, Sonvane Y and Lukačević I, Antimonene: a monolayer material for
ultraviolet optical nanodevices, J. Mater. Chem. C. 4, 6386–90, 2016.
[27] Aktürk E, Aktürk O Ü and Ciraci S, Single and bilayer bismuthene: stability at high
temperature and mechanical and electronic properties, Phys. Rev. B. 94, 14115, 2016.
[28] Manzeli S, Ovchinnikov D, Pasquier D, Yazyev O V and Kis A, 2D transition metal
dichalcogenides, Nat. Rev. Mater. 2, 17033, 2017.
[29] Moore J E, The birth of topological insulators, Nature. 464, 194–8, 2010.
[30] Li G, Xia L, Dong J, Chen Y and Li Y, Metal-organic frameworks, Handbooks in
Separation Science, Elsevier, 285–309, 2020.
[31] Gogotsi Y and Anasori B, The rise of Mxenes, ACS Nano. 13, 84914, 2019.
[32] Akbari E, Buntat Z, Afroozeh A, Pourmand S E, Farhang Y and Sanati P, Silicene and
graphene nanomaterials in gas sensing mechanism, RSC Adv. 6, 81647–53, 2016.
[33] Kharadi M A, Malik G F A, Khanday F A, Shah K A, Mittal S and Kaushik B K, Reviewsilicene: from material to device applications, ECS J. Solid State Sci. Technol. 9, 115031, 2020.
[34] Meng L et al., Buckled silicene formation on Ir(111), Nano Lett. 13, 685–90, 2013.
[35] Fleurence A, Friedlein R, Ozaki T, Kawai H, Wang Y and Yamada-Takamura Y,
Experimental evidence for epitaxial silicene on diboride thin films, Phys. Rev. Lett. 108, 245501,
2012.
[36] Vogt P et al., Silicene: compelling experimental evidence for graphene-like twodimensional silicon, Phys. Rev. Lett. 108, 155501, 2012.
[37] Takeda K and Shiraishi K, Theoretical possibility of stage corrugation in Si and Ge analogs
of graphite, Phys. Rev. B. 50, 14916, 1994.

90