Зонная структура углеродных и кремниевых 2D-супракристаллов

Актуальность и цели. Уникальные свойства графена, в частности, его исключительно высокие электропроводность и теплопроводность, привели ряд исследователей к выводу о наступлении эры углеродной электроники, приходящей на смену классической кремниевой электронике. Целью настоящей работы является сравнение электронных свойств различных $sp^2$-наноаллотропов углерода и кремния для подтверждения или опровержения такого вывода. Материалы и методы. В работе исследованы супракристаллические $sp^2$-наноаллотропы углерода и кремния следующих типов: (X)$_{44}$, (X)$_{63(12)}$ и (X)$_{664}$. Расчеты выполенены как в приближении сильной связи (ТВ-метод), так и на основе формализма теории функционала плотности (DFT-метод) с использованием программного пакета VASP. Результаты. Показано, что как для углерода, так и для кремния, структуры (X)$_{44}$ и (X)$_{63(12)}$ являются полуметаллами, а (X)$_{664}$ - узкозонным полупроводником. Выводы. Углеродные $sp^2$-наноаллотропы представляются более перспективными для использования в наноэлектронике, чем аналогичные кремниевые наноаллотропы.