单层二硫化钼光学性质的第一性原理计算.doc

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单层二硫化钼光学性质的第一性原理计算 杨志鹏，吴顺情，文玉华，朱梓忠* （厦门大学物理与机电工程学院，福建 厦门 361005） 摘要：采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了单层和体材料二硫化钼（MoS2）的电子能带结构及光学性质。在能带结构计算的基础上，计算了单层和体材料MoS2的介电函数虚部及实部，并导出了单层MoS2的能量损失谱、吸收系数、反射率、折射率和消光系数等。同时给出了体材料及单层MoS2介电函数图像中各峰值与对应的能带带间跃迁之间的关系。所得结果与实验结果及现有的理论结果相符合。 关键词：二硫化钼；单层；光学性质；第一性原理计算 中图分类号：O481 文献标志码：A 文章编号： 二硫化钼（MoS2）作为典型的过渡金属层状二元化合物，其热稳定性和化学稳定性良好，，被广泛应用于固体润滑剂[1-5]、电极材料[6-7]和反应催化剂[8-9]等广阔的领域。早在1986年，就有人通过插入锂的方法成功剥离出单层MoS2[10]。近些年来，通过溶剂[11]或裂解[12]的方法制备单层MoS2的方法也有报道。如今，作为典型的类石墨烯单层过渡金属化合物，单层MoS2凭借其优秀的光学和电学性质在辅助石墨烯甚至替代石墨烯上有着很好的前景，在晶体管制造[13]和电子探针的应用[14]等方面也受到人们的关注。 MoS2是间接带隙半导体材料，其禁带宽度为1.29 eV[15]，而单层MoS2则是直接带隙半导体材料，禁带宽度为1.8 eV[11]。到目前为止，对于MoS2体材料的电子结构和表面性质有了大量的理论和实验研究，但是对其光学性质，尤其是单层MoS2的光学性质的研究还比较少。近年来，基于密度泛函（DFT）理论的第一性原理方法正越来越多地被运用于计算材料的光学性质。本文中，我们采用

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