硫化物二维半导体异质结的理论设计和能带结构调控
关键词 二文半导体 类石墨烯硫族化物异质结 第一性原理计算 能带工程
毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
Title 2D-STMD Hetero-structures:
Theoretical Design and Tunable Band Gap
Abstract
Hexagonal phases of two-dimensional semiconducting transition metal dichalcogenides(STMD), as a graphene-like material, exhibit a tunable band gap and possess an outstanding electronic and optoelectronic properties; and the two-dimensional layered hetero-structures made from different kinds of single-layer STMD also possess novel properties different from their single-layer components. Using first principles calculations, we have inspected the electronic properties of hetero-junctions intergraded by 2D-ScX2(X =S, Se, Te) and 2D-MoS2, as well as H phases of ScX2(X =S, Se, Te), including bulk, bi-layer, single-layer crystals. We find that all of the hetero-structures are metallic. Nevertheless, how and why the magnetic properties change by the number of layers of ScX2, and the relative problems on their properties of magnetic semiconductor hetero-structures, deserve further theoretical and experimental study.
Keywords Two dimensional semiconductor Graphene-like STMD hetero-junction
First principles calculation Band gap engineering
目 次
1 绪论 1
1.1 类石墨烯材料概述 1
1.1.1 2D-TMDs材料简介 1
1.1.2 2D-TMDs材料的结构 1
1.1.3 2D-TMDs材料的性质及应用前景 4
1.2 二文材料的异质结概述 5
1.2.1 二文异质结组装简介 5
1.2.2 实验上的成果 6
1.2.3 理论计算的探索 8
1.3 计算的理论基础 10
1.4 本文的研究目的和主要研究内容 11
2 模型设计与计算方法 12
2.1 计算方法 12
2.2 异质结模型 12
3 计算结果与讨论 15
3.1 MoS2体系 15
3.2 ScX2体系（X=S, Se, Te） 16
3.3 ScX2-MoS2异质结体系 18
结 论 22
致 谢 23
参考文献24
1 绪论
本章主要介绍了关于2D-TMDs异质结材料的一些基本知识；综述了该材料的研究现状和应用前景；并简要概括了第一性原理计算的理论基础。
1.1 类石墨烯材料概述
说到二文纳米材料，首先想到的多半是在04年中成功制备的石墨烯材料；研究者们对石墨烯的理论研究[1]及实际应用方面的探索[2]都已经相当广阔了。而随之而来的是多种类石墨烯材料；例如，硅烯、锗烯、单层的立方氮化硼（由 “白石墨”制备而来[3]）、单层的二硫化钼[4]以及其它单层的二硫（氧）化物[5]。这些类石墨烯材料均为二文平面结构，并可由类似的制备方法获得。但相比石墨烯，某些类石墨烯二文材料在电子器件应用方面具有更合适的能带结构[6]。