二硫化鉬納米薄膜能帶及功函數(shù)調(diào)控的第一性原理研究.pdf

1、類石墨烯二維材料MoS2，由于其新穎的結(jié)構(gòu)特性和獨(dú)特的物理性質(zhì)從而被廣泛應(yīng)用于場效應(yīng)晶體管、新型光電器件和自旋電子器件、傳感、催化與清潔可再生能源等諸多領(lǐng)域。然而，在工業(yè)制備和應(yīng)用過程中，MoS2材料往往存在一些對其電學(xué)性能造成影響的因素：與電極接觸的晶格失配應(yīng)變、柵介質(zhì)材料體空位和費(fèi)米釘扎效應(yīng)等。如何尋找高質(zhì)量的MoS2作為溝道材料仍然是薄膜晶體管領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本論文中，我們基于第一性原理計(jì)算方法系統(tǒng)地研究了關(guān)于不同厚度、硫原子空位

2、和氧原子雜質(zhì)的MoS2薄膜及MoS2(0001)/4?4 Au(111)堆疊結(jié)構(gòu)的功函數(shù)與能帶。主要內(nèi)容如下：
　　(1)首先研究了不同應(yīng)變狀態(tài)對MoS2帶隙的影響。壓應(yīng)變會使帶隙先上升后下降，拉應(yīng)變下降迅速。隨著層數(shù)增加，帶隙變化規(guī)律趨勢一致。然后探索了不同層數(shù)和層間距離對MoS2能帶和功函數(shù)影響：隨著層數(shù)增加，能帶下降并趨向塊體帶隙。功函數(shù)局域有序，然而在平衡間距，功函數(shù)增加趨勢較為明顯。進(jìn)一步，對帶隙進(jìn)行簡單的量化表達(dá)。該量

3、化表達(dá)式可以作為選取MoS2的結(jié)構(gòu)參數(shù)來調(diào)控MoS2的帶隙的理論依據(jù)。
　　(2)計(jì)算了單層MoS2的硫原子空位濃度的能帶和電子功函數(shù)性質(zhì)，主要分析了不同硫空位濃度的能帶變化和電子功函數(shù)變化。隨著空位濃度的增加，在能帶性質(zhì)方面，空位體系會使得帶隙值下降，特殊的位置摻雜硫和氧原子會使MoS2變成金屬性質(zhì)；在功函數(shù)方面，硫原子濃度增加使得功函數(shù)增加（由于基底原因有所偏差），氧原子濃度增加使得功函數(shù)小范圍波動。為 MoS2精密器件應(yīng)用提