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Structure, Stability, and Kinetics of Vacancy Defects in Monolayer PtSe2: A First-Principles Study
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2017-12-05 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsomega.7b01619 Junfeng Gao 1 , Yuan Cheng 1 , Tian Tian 2 , Xiaoling Hu 2 , Kaiyang Zeng 3 , Gang Zhang 1 , Yong-Wei Zhang 1
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2017-12-05 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsomega.7b01619 Junfeng Gao 1 , Yuan Cheng 1 , Tian Tian 2 , Xiaoling Hu 2 , Kaiyang Zeng 3 , Gang Zhang 1 , Yong-Wei Zhang 1
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The recent epitaxial growth of monolayer PtSe2 has raised hope for its novel applications in valleytronic, spintronic, and energy-harvesting devices. Compared with 2H-phase transition-metal dichalcogenides, the 1T-phase PtSe2 is much less studied and this is especially true for its defects behaviors and their influence on electronic properties. In this article, we systemically explore the structure, stability, and kinetics of both Pt and Se vacancies in monolayer PtSe2 using first-principles calculations. By examining the relative energies of these vacancies, we identify the most stable Se/Pt single and double vacancies. In particular, we reveal a new type of Se double vacancy structure with the lowest energy. Energetically, both Se and Pt single vacancies prefer to combine to form double vacancies. All Se and Pt vacancies have remarkable influence on the electronic properties. Moreover, Pt single and double vacancies can introduce strong spin polarization in PtSe2, which may be promising for spintronic applications. These findings not only enrich the fundamental understanding of 1T-phase PtSe2 but also provide useful guidance to design PtSe2 for its optoelectronic and spintronic applications.
中文翻译：
单层PtSe 2中空位缺陷的结构，稳定性和动力学：第一性原理研究
单层PtSe 2最近的外延生长为其在山谷电子，自旋电子和能量收集设备中的新应用带来了希望。与2H相过渡金属二卤化物相比，1T相PtSe 2的研究少得多，尤其是由于其缺陷行为及其对电子性能的影响。在本文中，我们系统地探索了单层PtSe 2中Pt和Se空位的结构，稳定性和动力学使用第一性原理计算。通过检查这些空位的相对能量，我们确定了最稳定的Se / Pt单空位和双空位。特别是，我们揭示了一种具有最低能量的新型硒双空位结构。从能量上讲，Se和Pt单空位都喜欢结合形成双空位。Se和Pt的所有空位都对电子性能产生显着影响。而且，Pt单空位和双空位可以在PtSe 2中引入强自旋极化，这对于自旋电子学应用可能是有希望的。这些发现不仅丰富了对1T相PtSe 2的基本了解，而且为设计PtSe 2的光电和自旋电子应用提供了有用的指导。
更新日期：2017-12-05
中文翻译：
单层PtSe 2中空位缺陷的结构，稳定性和动力学：第一性原理研究
单层PtSe 2最近的外延生长为其在山谷电子，自旋电子和能量收集设备中的新应用带来了希望。与2H相过渡金属二卤化物相比，1T相PtSe 2的研究少得多，尤其是由于其缺陷行为及其对电子性能的影响。在本文中，我们系统地探索了单层PtSe 2中Pt和Se空位的结构，稳定性和动力学使用第一性原理计算。通过检查这些空位的相对能量，我们确定了最稳定的Se / Pt单空位和双空位。特别是，我们揭示了一种具有最低能量的新型硒双空位结构。从能量上讲，Se和Pt单空位都喜欢结合形成双空位。Se和Pt的所有空位都对电子性能产生显着影响。而且，Pt单空位和双空位可以在PtSe 2中引入强自旋极化，这对于自旋电子学应用可能是有希望的。这些发现不仅丰富了对1T相PtSe 2的基本了解，而且为设计PtSe 2的光电和自旋电子应用提供了有用的指导。
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