Ligand impacts on band edge energies and excited state splittings of silicane
Notice bibliographique
Résumé
Two-dimensional (2D) silicanes are promising semiconductors for applications in optoelectronics and photochemistry. Covalent functionalization presents a facile strategy to customize silicanes to attain desired properties. A comprehensive understanding of the impacts of ligands on silicanes is thus pivotal. In this study, we perform density functional theory (DFT) and time-dependent DFT (TDDFT) calculations to investigate the effects of three typical classes of ligands: (1) σ-withdrawing and π-donating, (2) σ-withdrawing and π-withdrawing, and (3) σ-donating and π-withdrawing, on the geometric structure, electronic structure, and band edge excited states of silicanes. Covalent functionalization of silicanes enables a wide range of band edge energies. The band gaps can be tuned between indirect and direct, and the underlying mechanism is explained for the first time. Additionally, TDDFT calculations confirm that the band edge optical absorptions can be adjusted by the ligands broadly from the near-infrared to the visible light region. These desirable properties enhance the functionalities of silicanes. Methodologically, we discuss the applicability of using the conventional one-particle orbital model to describe the excited states of silicanes, and nail down the ∼0.1 eV inaccuracy of the model in describing excited state splittings. We present empirical functions for quick estimations of band edge energies of covalently functionalized silicanes. Through careful comparisons, we justify the use of the carbon-adapted σ/π-donating/accepting indices of typical ligands in silicon chemistry and present a set of silicon-based indices for future prudent applications in inorganic computational studies of silicon-based materials.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».