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二维(2D)过渡金属二硫族化合物因其新颖的物理和化学性质以及未来广阔的应用前景而受到广泛关注,是一类可能会影响未来纳米电子和光电技术应用的材料。设计和寻找新颖的微纳尺寸的功能材料是一个重要且特别有趣的课题。研究者发现多种晶型二硫族化合物PdX2(X=S,Se)材料,特别是其层状五元环结构吸引了众多科研工作者的目光。基于第一性原理计算模拟,对过渡金属二硫族化合物PdX2(X=Se,S)在高压和应力作用下的性质进行了探索,主要开展了三个方面的研究工作:(1)理论预言了一种新的具有高迁移率和各向异性载流子的2D层状结构材料PdSe2。从PdSe2的单斜相开始施加静水压,在一定压力下I2/a相转变为两个相似的2D层状的单斜C2/m相和六方3?8)1相,相变压力分别为4.5 GPa和17.5 GPa。新型2D单层材料PdSe2具有较小的剥离能,可以从单斜C2/m体相中剥离,其具有动力学和热力学稳定性。这种新型2D单层PdSe2材料的带隙值约1.10 eV,表现出优异的可见光吸收率,有望在光伏发电领域得到应用。此外,电子和空穴的有效质量和载流子迁移率显示出非同寻常的各向异性,表明单斜单层PdSe2是一种可作为有效的电子/空穴分离的2D材料,应用于高性能纳米电子器件中。(2)研究了PdSe2材料的正交相在单轴应力作用下的结构性质和电子结构变化。首次揭示了正交相的PdSe2是一种铁弹性材料,应力驱动层堆叠方向发生90°晶格旋转。铁弹性相变源自于不寻常的方形平面(PdSe4)2-结构单元中的键重构。其具有特别低的相变能垒和强的铁弹性应变,可应用于形状记忆领域。而且,在单轴压缩应力作用下,铁弹性相变伴随着半导体-金属-半导体的转变,可应用于电子开关器件中。另外,带隙与层间空间紧密相关,可以通过单轴拉伸应力进行调控。这些出色的应力工程特性表明,正交相的PdSe2在微电子和纳米电子器件中有潜在的应用前景。(3)研究了在单轴应力和静水压力作用下,准2D层状PdS2材料的晶体结构,电子结构和输运性质的变化。在单轴压缩应力下PdS2材料具有晶格取向转变的铁弹性相变,这种相变源于不寻常的四方平面(PdS4)2-结构单元中化学键的重构。在静水压力作用下,层状正交结构转变为三维立方黄铁矿结构。实验结果认为中间相是层状PdS2型结构与立方黄铁矿结构共存,理论计算结果表明压缩诱导的中间相具有与环境条件下相同的结构对称性,只是中间相层间距缩小。Pd2+离子的配位环境不仅在结构转变中起关键作用,而且还导致电子结构和输运特性发生变化。中间相扭曲八面体转变为正八面体,从而导致带宽变宽和轨道选择性金属化。此外,立方黄铁矿结构中的超导性来自拓扑节线态和强电声耦合共同作用。