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2014年,研究者从三维的层状黑磷中成功地剥离出一种新型的二维材料-黑磷烯。黑磷烯因其独特的带隙特征和高载流子迁移率,引起了研究者们极大的兴趣。众多研究表明,黑磷烯的电子性质可以通过多种途径进行有效的调控,例如几何裁剪成纳米条带、表面化学修饰、形成双层的异质结等。事实上,元素注入或者合金化也是调控纳米材料电子性质的重要手段之一,它可以使纳米电子器件具有更丰富的电子性质。最近,在实验上运用合金化的方法,制备出了性质可调的层状磷砷合金,并且成功地剥离出相应的少数层二维材料。然而,由于对这种二维 PxAs1-x合金的具体晶体结构不清楚,在实验工作中并未提及其电子性质。因此,从理论上确定这种二维 PxAs1-x合金的晶体结构将是一项非常有意义的研究工作。目前,大多数关于二维P0.5As0.5合金的理论工作都以磷烯结构的α-相和β-相作为默认的晶体结构,来研究其它的物理性质。在本论文中,我们系统地对二维P0.5As0.5合金的晶体结构进行了预测,并系统地探讨了这些潜在合金的结构特征、稳定性和基本电子性质。我们的主要工作如下: (1)基于石墨烯的六角蜂窝状结构,我们从原子起伏和元素分布的角度,提出了25种可能的二维 P0.5As0.5合金晶体结构,并运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统地研究了它们的晶体结构、稳定性和基本的电子性质。我们发现,从原子起伏的角度看,α-相和β-相是最有可能存在的两种构型;从元素分布的情况来看,我们所预测的结构IV比前人提出的结构III略为稳定。同时,我们的结果表明原子起伏和元素分布确实是调节二维P0.5As0.5合金电子性质的有效途径。 (2)其次,我们考虑了两种范德瓦耳斯修正对二维P0.5As0.5合金晶体结构和电子性质的影响。在结构和稳定性方面,无论考虑范得瓦尔斯修正与否,其计算结果基本一致。但是,对于电子性质来说,采用不同的修正方法计算厚度较厚的?-相和?-相时,结果有着明显差异,而其它三个较薄的相却没有明显区别。目前,没有证据表明在计算二维P0.5As0.5合金时哪种方法是合理的。希望我们的研究结果能够引起理论工作者的注意,同时也期待实验上能够给出更精确的结果,帮助我们理解范德瓦耳斯力对这种单层材料的影响。