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自2004年石墨烯被成功剥离以来,二维材料迅速成为研究的热门话题。相较于三维材料,二维材料最让人们着迷的地方在于它拥有超高的比表面积,使其能带对外部的干扰极为敏感,因此二维材料的全表面特性使它在一些特定器件的应用上备受青睐。随着对二维材料研究的不断深入,过渡金属硫化物也成功登上历史的舞台。过渡金属硫化物是一个庞大的体系,既有层状结构,也有非层状结构,这种材料涵盖整个电子结构范围,从绝缘体到金属,并显示出有趣的特性,这些特性使过渡金属硫化物在场效应晶体管、光探测器、纳电子学和纳光子学等光电器件领域极具研究价值。此外,发现具有目标特性的新材料一直是科学研究的热点,可能会出现未知的新物理化学性能。比如调整材料中化学成分以形成新的结构,可能会使其物理化学性能更加优良,这已在体材料中成功实现。再比如通过一系列方法形成具有不同硫含量的新材料。探索并研究新型过渡金属硫化物对未来二维材料的应用有着重要影响。本文主要研究了两种新型过渡金属硫化物。(1)Z轴应变对单层MoS2、MoSe2和MoSSe的电子结构调控。采用第一性原理计算方法,我们系统考察了应变对单层MoS2、MoSe2和MoSSe电子结构的影响。研究表明,在Z轴应力作用下,单层MoS2、MoSe2和MoSSe能带结构会发生重大变化,无论是施加Z轴的压缩应变还是拉伸应变,带隙均呈减小趋势,能带结构由直接带隙变为间接带隙,材料性质由半导体转变为金属,不同方式的应变对带隙调控的物理机制虽稍有不同,但是本质原因都是应力作用引起了纳米膜的重新分布。我们的计算结果预示着施加应力是单层MoS2、MoSe2和MoSSe带隙调控的有效方式之一,其带隙在应力作用下连续可调,可以构建可调控的纳米装备,拓宽了过渡金属硫化物的应用。(2)预测了一种钼硫比为2:3的新型过渡金属硫化物。基于第一性原理,结合实验,我们预测了一种钼硫比为2:3的新型过渡金属硫化物Mo2S3。通过计算,我们从声子谱和形成能等角度证明了Mo2S3可以稳定存在。并且通过高角环形暗场像(HAADF)模拟对照,证明了我们预测的结构与实验得到的结构高度统一。此外,还计算这种新材料的电子性质。我们的计算结果表明,Mo2S3是带隙为0.429eV的直接带隙半导体,其载流子迁移率具有很大的各向异性。Mo2S3的发现与研究为今后过渡金属硫化物在各个领域的应用提供了更多的可能。