1T-MoS2纳米带和1T/2H-MoS2纳米带同质结的电子性质研究

摘要

随着纳米科学技术的不断发展，人们对二维纳米材料进行了广泛的实验和理论研究，并且得到了很多有意义的结果。由于电子的运动受到限制，二维纳米材料往往伴随有独特的性质，成为凝聚态物理、材料化学等研究领域的热点。常见的的二维材料有二硫族化合物、石墨烯，氮化硼等。在众多二维材料之中，由于独特的结构特征，二硫化钼(MoS2)引起了人们极大的兴趣，成为当前纳米电子器件的核心材料之一。但是，有关MoS2的实验和理论上的研究主要集中于2H相，而1T相的研究还比较少见。
　　本文通过第一性原理探讨了1T相MoS2纳米带及与2H相MoS2结合形成的同质结的电子性质。通过对1T相MoS2平面的剪裁，得到两端边缘为锯齿型和扶手椅型的两种条带模型，探究条带边缘结构与宽度对条带性质的影响。我们的研究结果表明锯齿型MoS2纳米带呈铁磁耦合的金属性质，而扶手椅型情况下为半导体性质，并且宽度为Na=3n+1时能带带隙趋于0.43eV。与2H相MoS2结合后，锯齿型同质结随着宽度的变化出现铁磁和反铁磁耦合；扶手椅型同质结仍然为半导体性质。此外，对T相MoS2纳米带进行Fe原子掺杂后，发现边缘掺杂导致浓度较低时的锯齿型纳米带两端为反铁磁耦合，磁矩显著地提高，而扶手椅型纳米带带隙在边缘掺杂下显著减小。
　　我们的研究结果对于T相MoS2纳米结构在微纳电子器件、磁性电子器件及催化剂领域等方面的应用具有一定的理论参考价值和实际指导意义。

目录

声明

第1章 引论

1.1 过渡金属二硫族化合物简介

1.2 二硫化钼的结构

1.3 二硫化钼的应用

1.4 二硫化钼的实验制备方法

1.5 二硫化钼电子性质的研究现状

1.6 本文的工作

第2章 基本理论和计算方法

2.1 引言

2.2 第一性原理方法

2.3 多粒子系统的薛定谔方程

2.4 Born-Oppenheimer近似和Hartree-Fock近似

2.5密度泛函理论

2.6 赝势

2.7 VASP软件简介

2.8 ATK软件简介

第3章 1T相二硫化钼纳米带及其同质结的电子性质

3.1 引言

3.2 计算方法和模型

3.3 结果与讨论

3.4 本章结论

第4章 1T相二硫化钼纳米带的磁性原子掺杂研究

4.1 引言

4.2 计算方法与模型

4.3 结果与讨论

4.4 本章结论

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在校期间完成论文和科研情况