基于第一性原理方法的一维两面神MoSSe/WSSe超晶格纳米带性能调控的研究

发布时间：2021-03-28 04:58

　　类石墨烯材料,特别是过渡金属硫化物（TMDCs）因其与生俱来的带隙和优异的物理性质引起了广泛的研究。由过渡金属硫化物材料组合成的混合系统为电子和光电性能方面提供了更多机会,其中超晶格体系在热电材料的方面表现出来的优异性质吸引了人们的注意。随着当前电子技术的发展,设备的各种组成部件应继续缩小并保持高性能特点以满足人们不断增长的物质体验需求。因此研究一维纳米带对于实现以上实物需求方面拥有重要的指导价值。结构对称破缺的单层两面神MoSSe（JMoSSe）被成功合成,具有内在的垂直压电效应等丰富的物理性质。考虑到WSSe的性质本质上与MoSSe类似,并且晶格常数匹配,因此,在这项工作中,我们采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究一维MoSSe/WSSe超晶格纳米带的物理性质的调控效应。主要研究内容与结果如下:（1）研究了不同宽度的锯齿型JMoSSe/WSSe超晶格纳米带（Z-JSLNR）,以及S、Se原子分布、组分比、周期长度对Z-JSLNR结构和物理性质的影响。结果表明,随着纳米带宽度的增加,Z-JSLNR存在从无磁性的半导体性到有磁性的半金属性质的过渡;有规则的调整S、Se原子在金属... 

【文章来源】：上海师范大学上海市

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１关于镜面对称的］＾〇８２和镜面不对称的两面神（Ｊａｎｕｓ）?ＭｏＳＳｅ结构??

上海师范大学硕士学位论文?第３章对银齿型Ｚ－ＪＳＬＮＲ物性的研宄??步长为１?ｆｓ。结果如图３－１?（ｄ）所示，原子都在其平衡位置周围振动，进一步证??实了?Ｚ３－ＪＳＬＮＲ的稳定性。??⑷?（ｂ）????ｒ?１?＿?－ＰＢＥ?－ＰＢＥ＋ＳＯＣ??ｚｉｇｚａｇ?２０??ｊ?事Ａ?人?＾—?－＊ｒ??Ｗ?〇?＞?１０???一ａ＝ａｓａｓ＾＾??ｉＬＸＸＣ＾ｔｒ－?ｔ〇Ｓ－?ｏ－ｖ??：ＣｆＸＸ＾＞Ｍｍｃｈａｉｉ?ｇＱ〇：———??Ｕｙ?－?Ｃ－０．５?？?????；Ｙ?亨?６?Ｄ?－１０?—??ｉＳＷｔＶ?：：＾＾ａ??ｒ－ｘ??（ｃ）?（ｄ）??＾３．０?｜??—－７６４，????Ｓ?２．５－?－７ＧＳ－??匕?２?０?一＾１－７６６－??０？０?—?—?—?—?—?—?—?—?ｍＪ７２??ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?（???■ｐ?Ｙ?〇?５００?１０００?１５００?２０００?２５００?３０００??１?—Ａ?Ｔｉｍｅｓ?ｆｆｓ）??图３－１?（ａ）锯齿型（黑色箭头路径）和扶手型（红色箭头路径）的纳米带结构。（ｂ）具有??和不具有自旋轨道耦合的ＺｒＪＳＬＮＲ的能带结构。（ｃ）?ＺｒＪＳＬＮＲ的声子谱图和（ｄ）自由能??随时间的变化。??本文采用基于密度泛函理论（ＤＦＴ）的第一性原理方法２２，在维也纳从头仿真??包（ＶＡＳＰ）?８５中进行结构优化和相关性质的计算８６。交换关联函数选用广义梯度??近似（ＧＧＡ）中的Ｐｅｒｄｅｗ－Ｂｕｒｋｅ－Ｅｍｚｅｒｈｏｆ?（ＰＢＥ）方法８７。考虑到ＰＢＥ方法可能??会低估带隙，我们也使用Ｈｅｙｄ－Ｓｃｕｓｅｒｉａ－

上海师范大学硕士学位论文?第３章对银齿型Ｚ－ＪＳＬＮＲ物性的研宄???（ａ）???（ｂ）???ｚ?Ｙ?１?２?３?４?５?６Ｎ?１?２?３?４?５?６Ｎ??（ｃ）?Ｍｏ?Ｗ?Ｓ?Ｓｅ?Ｏ?Ｈ??？?Ｌ２＝４?—Ｌｊ＝２—＊１?Ｏ?〇?Ｏ?ｏ??ＺＪＷＳＳｅ?ＺＪＭｏＳＳｅ??？——＇?ｌ—＇—？??Ｕｎｉｔ?Ｃｅｌｌ?ｏｆ?Ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ??图３－３?（ａ）类型Ｉ结构：Ｓ和Ｓｅ两层独立分布的Ｚ－ＪＳＬＮＲｓ结构和（ｂ）类型ｎ结构：Ｓ和??Ｓｅ同侧交替分布的Ｚ－ＪＳＬＮＲｓ结构的顶视图和侧视图，其中ｘ为周期性方向，沿ｙ方向定义??带的宽度为Ｎ，红色虚线表示超晶格的原胞的大校（ｃ）在固定大小的超晶格原胞中，具??有不同组分比（ＭｏＳＳｅＪ＾＾Ｓ）和（ＷＳＳｅ＿Ｌ２?＝?４）的Ｚ３－ＪＳＬＮＲ的模型。??３．３计算结果与讨论??３．３．１?Ｚ３－ＪＳＬＮＲ?与?Ｚ３＿ＪＭｏＳＳｅ?ＮＲ?和?Ｚ３－ＪＷＳＳｅ?ＮＲ?的电子结构性质的??对比研究??近年来，２Ｄ?ＭｏＳ２－ＷＳ２无缝异质结构的研究发现，其界面内建电场的产生可??以有效地使电子－空穴对的分离９３。而１Ｄ纳米带平面内无缝异质结构包含界面??１７??


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