基于二维材料WX2构建的范德华异质结的结构和性质及应变效应的理论研究

基于二维材料WX2构建的范德华异质结的结构和性质及应变效应的理论研究

论文摘要

二维材料过渡金属硫属化物(TMDs),因其优越的物理化学特性及其在光电子器件、光催化等领域的潜在应用价值,得到了人们的广泛关注。基于TMDs材料可以构建具有不同性能的范德华(vdW)异质结,但构建的异质结由于其固有的能带带隙大小限制了其在全光谱上的响应,因而对其能带带隙调控变得十分重要。本文基于第一性原理方法系统地研究了WX2 (X=S, Se, Te)从单层到体相的结构和性质,以及由此组装的vdW异质结构WS2/WSe2、WS2/WTe2和WSe2/WTe2的结构和性质以及应力应变对异质结构的能带带隙的影响。结果表明:结合HSE06泛函和自旋轨道耦合(SOC)效应的计算方案可以精确描述WX2体系;异质结构WS2/WSe2,WS2/WTe2和WSe2/WTe2呈现type-II能带分类;在施加单轴或双轴的应力应变后,能带带隙大小发生相应改变,当晶格形变大于4%后,异质结构由半导体特性变成具有金属性。这些研究为光电子器件的设计提供了重要的指导意义。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 理论计算方法
  • 3 结果与讨论
  •   3.1 层数对WX2 (X=S、Se、Te) 材料的性质的影响
  •   3.2 WS2/WSe2、WS2/WTe2和WSe2/WTe2的结构和性质
  •   3.3 外加应力对WS2/WSe2、WS2/WTe2和WSe2/WTe2能带结构的影响
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 谭淼,张磊,梁万珍

    关键词: 二维材料,异质结,应力应变,能带带隙

    来源: 物理化学学报 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 化学

    单位: 厦门大学化学化工学院化学系能源材料化学协作创新中心固体表面物理化学国家重点实验室

    基金: 国家自然科学基金(21573177)资助项目~~

    分类号: O649.4

    页码: 385-393

    总页数: 9

    文件大小: 1875K

    下载量: 314

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