【摘 要】
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自从石墨烯问世以来,二维材料因具有许多不同于体状材料的优越性质,受到众多研究者的关注。单层Mo S2的直接带隙和谷自由度特性,启发了过渡金属硫族化物在光电器件中的应用。1T-Ta S2,也因其电荷密度波（CDWs）相的复杂性,掀起了一波研究热潮。更有趣的是,将两个单层的材料进行重叠形成异质结,会获得优于分开的单层材料的光电性能,如Mo S2/WS2异质结。相对于过渡金属二硫化物这个大家族,对过渡金
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自从石墨烯问世以来,二维材料因具有许多不同于体状材料的优越性质,受到众多研究者的关注。单层Mo S2的直接带隙和谷自由度特性,启发了过渡金属硫族化物在光电器件中的应用。1T-Ta S2,也因其电荷密度波（CDWs）相的复杂性,掀起了一波研究热潮。更有趣的是,将两个单层的材料进行重叠形成异质结,会获得优于分开的单层材料的光电性能,如Mo S2/WS2异质结。相对于过渡金属二硫化物这个大家族,对过渡金属二氧化物的研究是极少的。我们从体状氧化铂中剥离出单层氧化铂,并构建了Pt O2/Mo S2异质结,对它们的电学、光学性质进行计算分析;利用了异质结的电子调控性,构建Ta S2/MX2（M=S、Se;X=S、Se）异质结,对硫化坦的电子性能进行调控。本文主要的研究内容如下:（1）基于第一性原理,计算得到单层氧化铂为间接带隙半导体,具有很好的动态稳定性。通过对不同摆放方式的Pt O2/Mo S2异质结构的能量的比较,从中选取了能量最小的Pt O2/Mo S2异质结结构。在此基础上,计算了最稳定结构异质结的能带、态密度和光学性质。发现Pt O2/Mo S2异质结的电子和空穴分别位于氧化铂和硫化钼层,表明该模型是II型的范德华异质结结构。Pt O2/Mo S2异质结拥有相对于单层Mo S2更高的吸收系数,有利于光的吸收,在未来的光电器件领域将有宽广的应用前景。（2）采用第一性原理对高温下的未畸变相和低温下的电荷密度波相的1T-Ta S2电子性能进行了研究。当只考虑自旋极化而没有加入自旋轨道耦合的条件下,高温结构不会发生能带自旋极化。然而,作为低温下的结构,此时能带会因自旋极化,而导致能带分裂。由此出发,我们以过渡金属二硫化物为衬底,作用于高温和低温下的硫化钽去探究衬底对能带的影响。在考虑自旋极化后,加入衬底后的高温相结构能带依旧保持能带不分裂。有趣的是,低温相硫化钽结构的能带分裂得到了抑制。我们的计算表明过渡金属二硫化物的加入对其能带自发分裂具有一定的抑制作用。这一结论对电荷密度波相硫化钽的电子性能研究具有一定的意义。
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