邊緣修飾對(duì)扶手椅型二硫化鉬納米帶電子結(jié)構(gòu)與磁性影響的研究.pdf

1、二硫化鉬納米帶有著與類石墨烯納米帶材料相似的結(jié)構(gòu)以及由此帶來的獨(dú)特物理性質(zhì)。因擁有比其它類似材料更適合于器件應(yīng)用的優(yōu)越性能，它已引起了人們廣泛的研究熱潮。為了探索二硫化鉬納米帶在自旋電子器件應(yīng)用中的潛在優(yōu)勢(shì)，本文采用密度泛函理論研究方法，系統(tǒng)地研究了邊緣修飾對(duì)扶手椅型二硫化鉬納米帶的電子結(jié)構(gòu)以及磁學(xué)性質(zhì)的影響。
　　論文第一章講述了二硫化鉬的研究背景、基本性質(zhì)、制備方法以及二硫化鉬納米帶的電子性質(zhì)；第二章主要介紹了本文采用的的主要

2、理論方法——密度泛函理論，同時(shí)還簡(jiǎn)單介紹了模擬計(jì)算工具：ATK以及 VASP軟件包；第三章和第四章詳細(xì)闡述了本論文的主要研究工作。內(nèi)容及結(jié)論包括以下兩個(gè)方面：
　?。?）基于第一性原理，我們系統(tǒng)研究了利用邊緣羥基鈍化，如何將扶手椅型二硫化鉬納米帶從無磁半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變成無磁金屬或者磁性半導(dǎo)體、磁性金屬。納米帶邊緣Mo原子和S原子都可以連接羥基，只有當(dāng)相鄰的Mo原子被兩個(gè)羥基飽和，S原子才可以連接一個(gè)羥基。總體來說，在納米帶邊緣低濃度鈍化

3、的情況下，納米帶邊緣會(huì)出現(xiàn)磁性；而在高濃度鈍化的情況下，納米帶邊緣則可以導(dǎo)電。當(dāng)每個(gè)超胞邊緣連接的羥基數(shù)i<1時(shí)，納米帶邊緣鈍化位置周圍的Mo原子出現(xiàn)自旋極化，從而使納米帶變成磁性半導(dǎo)體；當(dāng)1≤i<8時(shí)，納米帶一邊或者兩邊導(dǎo)電；當(dāng) i=8時(shí)，納米帶又回到無磁半導(dǎo)體。
　?。?）與羥基陰離子邊緣修飾對(duì)比，我們進(jìn)一步考慮了Li陽離子邊緣修飾的情況，發(fā)現(xiàn)這時(shí)扶手椅型二硫化鉬納米帶可以從無磁半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變成磁性半導(dǎo)體或半金屬。Li離子可以被連

4、接在納米帶邊緣附近的E（邊）、H（空）和T（頂）位。當(dāng)每個(gè)超胞連接一個(gè)Li離子（i=1）時(shí)，這些結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性降序排列為E，T，和H。E位修飾后的納米帶由無磁半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變成半金屬；H和T位修飾的納米帶性質(zhì)相似，都是磁性半導(dǎo)體。隨著Li離子濃度的增加（1