层状过渡金属硫化物及其纳米带特性的第一性原理研究

发布时间：2017-03-23 01:08

  本文关键词：层状过渡金属硫化物及其纳米带特性的第一性原理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文利用第一性原理对低维金属硫化物MX2(M=Mo,W；X=S,Se,Te)的性质进行了系统的研究。探讨了应变对WX2纳米带性质的调控作用。对双层MoS2施加应力,实现了该材料由半导体到导体的转换,并分析了双层MoS2及WX2纳米带在应变作用下带隙发生变化的原因。此外本文还研究了电荷注入对Fe/MoX2/Fe体系的磁各向异性能(MAE)的影响。本文所做的主要工作以及创新点如下：1.通过施加应变对W族金属硫化物纳米带的电子性质进行了系统的研究。发现应变可对WX2纳米带的带隙进行大幅度的调控,其中WSe2纳米带的带隙对应力的变化最为敏感,表明在WX2体系中,应力对该材料的调控更加容易。2.在对双层MoS2的带隙进行调控时发现其带隙随应变的增大而减小,且当应变达到临界值后带隙变为0,实现了双层MoS2从半导体到导体的转变。3.在单层MoS2两侧分别吸附一层Fe形成Fe/MoS2/Fe的‘三明治”异质结结构,Fe层作为自旋注入层使得Fe/MoS2/Fe呈现出铁磁特性。另外,Fe-d和Mo-d的轨道杂化作用导致Mo原子产生了自旋向下的净磁矩。4.在Fe/MoS2/Fe异质结中通过电荷注入来调制体系的磁学性质。发现随着电荷的不断注入,体系的磁各向异性能(MAE)由正值变为了负值,表明其易轴方向发生了翻转。另外,将电荷注入到Fe/MoSe2/Fe, Fe/MoTe2/Fe中时,发现它们的MAE也能得到有效的调控,但并未出现易轴翻转。分析后发现,这是由于电荷注入引起Fe-dxy轨道在费米能级附近重新分布造成的。
【关键词】：纳米带 应变 带隙 MX_2(X=W Mo X=W Se) 磁各向异性能 电荷注入 第一性原理
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O469;TB383.1
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-26
• 1.1 引言11-13
• 1.2 体材料的性质13-14
• 1.2.1 光电化学性能13-14
• 1.2.2 摩擦性能14
• 1.3 低维材料的性质14-15
• 1.4 低维TMDCs的制备方法15-20
• 1.5 本论文的主要研究内容20
• 参考文献20-26
• 第二章 第一性原理以及计算软件的介绍26-34
• 2.1 引言26-27
• 2.2 密度泛函理论27-32
• 2.2.1 多体问题27-29
• 2.2.2 Hosenberg-Kohn定理29-30
• 2.2.3 Kohn-Sham方程30
• 2.2.4 局域密度近似(LDA)30-31
• 2.2.5 广义梯度近似(GGA)31-32
• 2.3 常用的计算软件32-33
• 2.4 小结33
• 参考文献33-34
• 第三章 应力作用下MoS_2双层以及MX_2(M=Mo、W；X=S、Se)纳米带的电子性质34-51
• 3.1 前言34-36
• 3.2 纳米带的计算与结果讨论36-43
• 3.2.1 WX_2(X=S,Se)纳米带的计算方法与模型36-37
• 3.2.2 计算结果与讨论37-43
• 3.2.3 结论43
• 3.3 双层MoS_2的计算与结果讨论43-48
• 3.3.1 双层MoS_2的计算模型43-44
• 3.3.2 计算的结果与讨论44-47
• 3.3.3 结论47-48
• 3.4 结论48
• 参考文献48-51
• 第四章 电荷注入对过渡金属硫化物磁各向异性能的调控51-65
• 4.1 引言51-53
• 4.2 计算的方法与模型53-54
• 4.3 结果与讨论54-61
• 4.3.1 单层MoS_2吸附双层Fe造成的影响54-55
• 4.3.2 电荷注入对Fe/MoS_2/Fe的MAE的影响55-58
• 4.3.3 注入电荷对MoX_2(X=S,Se,Te)的MAE的影响58-61
• 4.4 结论61-62
• 参考文献62-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 攻读硕士学位期间的研究成果67-68
• 致谢68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄岚;张宇;郭志睿;顾宁;;半胱氨酸诱导金纳米带室温合成[J];科学通报;2008年20期

2 卢会清;高红;张锷;张喜田;;铟掺杂的氧化锌纳米带的制备和发光特性[J];人工晶体学报;2008年02期

3 姚海峰;谢月娥;欧阳滔;陈元平;;嵌入线型缺陷的石墨纳米带的热输运性质[J];物理学报;2013年06期

4 刘源;姚洁;陈驰;缪灵;江建军;;氢修饰石墨烯纳米带压电性质的第一性原理研究[J];物理学报;2013年06期

5 许俊敏;胡小会;孙立涛;;铂掺杂扶手椅型石墨烯纳米带的电学特性研究[J];物理学报;2012年02期

6 曾晖;赵俊;韦建卫;郑艳;田雕;;含有碳链通道的石墨烯纳米带电子特性的第一性原理研究[J];四川师范大学学报(自然科学版);2013年01期

7 孙娜;童国平;;扶手椅型石墨烯纳米带在单轴应力下的能隙调控[J];浙江师范大学学报(自然科学版);2013年02期

8 黄琼;童国平;;弯曲对扶手椅型石墨烯纳米带电子性质的影响[J];浙江师范大学学报(自然科学版);2013年01期

9 曾永昌;田文;张振华;;周期性纳米洞内边缘氧饱和石墨烯纳米带的电子特性[J];物理学报;2013年23期

10 郑芳玲;张建民;;扶手椅型氮化硼纳米带双空位缺陷第一性原理研究[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2011年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 周中军;李志儒;黄旭日;孙家钟;;氨基取代和锂掺杂纳米带导致大的静态第一超极化率[A];第十届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2009年

2 杨冬;王非;翟雷应;梁建;马淑芳;许并社;;氮化镓纳米带的制备和表征[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年

3 王彦敏;堵国君;黄林勇;刘宏;王继扬;;单晶铋纳米带的制备与生长机制研究[A];中国晶体学会第四届全国会员代表大会暨学术会议学术论文摘要集[C];2008年

4 刘宏;周伟家;赵振环;田健;王继扬;;二氧化钛纳米带表面异质结构:设计、制备和应用[A];第十六届全国晶体生长与材料学术会议论文集-08纳米晶体及其表征[C];2012年

5 王立峰;;单层石墨纳米带的中弯曲波的非局部弹性理论研究及分子动力学模拟[A];第十二届全国物理力学学术会议论文摘要集[C];2012年

6 查文珂;何莉萍;;石墨烯纳米带掺杂球形磷酸铁锂的制备及性能[A];中国固态离子学暨电池材料青年学术论坛——论文摘要集[C];2013年

7 吕超;陈晓;靖波;;离子自组装制备有机荧光纳米带[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年

8 李英;马秀良;;ZnO纳米带的电子显微学研究[A];第十三届全国电子显微学会议论文集[C];2004年

9 李英;徐舸;杨春娜;马秀良;;正交相SnO_2纳米带的电子显微学研究[A];2006年全国电子显微学会议论文集[C];2006年

10 李大鹏;王冠中;;氧化物半导体超晶格纳米带自组装生长和结构表征[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 柯仁;纳米材料的新朋友“纳米带”[N];北京科技报;2001年

2 柏林记者　张兆军;我合成首例单晶碲化物纳米带[N];科技日报;2007年

3 黄敏;光能“拧弯”物体[N];新华每日电讯;2010年

4 记者 李宏策 刘霞;新法制得高质量石墨烯纳米带[N];科技日报;2014年

5 张小军;留美中国专家发现并合成“纳米带”[N];大众科技报;2001年

6 李宏策;石墨烯纳米带生产新工艺开发成功[N];科技日报;2012年

7 郝钢;我国科学家合成世界首例单晶碲化物纳米带[N];中国有色金属报;2007年

8 记者 刘霞;美首次“种”出石墨烯纳米带[N];科技日报;2013年

9 记者 张小军;发现并合成“纳米带”[N];新华每日电讯;2001年

10 董映璧;新加坡用激光让硫化镉纳米带降温40℃[N];科技日报;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 宋玉玲;硅纳米带及氟饱和氮化铝纳米带的第一性原理研究[D];陕西师范大学;2012年

2 易均辉;钛基底上一维二氧化钛复合光催化剂的制备及其可见光催化性能研究[D];华南理工大学;2015年

3 许冠辰;化学气相沉积法控制合成低维过渡金属硫族化合物的研究[D];山东大学;2015年

4 衡伯军;Cu_2O和CuO纳微米材料的可控制备及性能研究[D];华中师范大学;2013年

5 李兆国;拓扑绝缘体Bi_2Te_2Se纳米带的量子相干输运实验研究[D];南京大学;2014年

6 吴文志;类石墨烯二维材料及其纳米带的物理力学性能研究[D];南京航空航天大学;2013年

7 白慧;硼球烯B_(40)的化学修饰[D];山西大学;2015年

8 张小欧;新型低维材料电磁和输运性质的数值模拟研究[D];南京大学;2015年

9 马玲;改性石墨烯储氢和气敏性质及硅纳米带掺杂特性的第一性原理研究[D];陕西师范大学;2015年

10 郑亚荣;基于廉价金属复合材料电催化剂设计、合成及性能研究[D];中国科学技术大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孙霞;稀土钙钛矿型氧化物纳米带的制备及光催化性质研究[D];长春理工大学;2011年

2 孙楠楠;钛碳二维结构的理论研究[D];河北师范大学;2015年

3 曹杉杉;锂电池正极材料钒酸铵的制备及其性能研究[D];陕西科技大学;2015年

4 陈洁;掺杂对锯齿型硅烯纳米带输运性质的影响[D];苏州大学;2015年

5 徐龙;Ti原子吸附对锯齿型硅烯纳米带的电、磁和热电性质的影响[D];苏州大学;2015年

6 姜彤彤;Au-Pd双金属催化剂的制备及其催化性能研究[D];山东大学;2015年

7 龚乃良;稀土（Er~(3+),Yb~(3+)）掺杂SnO_2纳米带的制备及气敏性质研究[D];云南师范大学;2015年

8 刘靖逸;卤氧化铋多级结构的制备及其可见光催化性能研究[D];山东大学;2015年

9 张选梅;锯齿形硅烯纳米带电学性质的第一性原理研究[D];重庆大学;2015年

10 李敏;单面氢化石墨烯的结构、能带调控以及二硫化钼纳米带的边缘功能化的第一性原理研究[D];苏州大学;2015年

  本文关键词：层状过渡金属硫化物及其纳米带特性的第一性原理研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：262594