基于二维材料WX2构建的范德华异质结的结构和性质及应变效应的理论研究

摘要：

二维材料过渡金属硫属化物(TMDs),因其优越的物理化学特性及其在光电子器件、光催化等领域的潜在应用价值,得到了人们的广泛关注.基于TMDs材料可以构建具有不同性能的范德华(vdW)异质结,但构建的异质结由于其固有的能带带隙大小限制了其在全光谱上的响应,因而对其能带带隙调控变得十分重要.本文基于第一性原理方法系统地研究了WX2(X=S,Se,Te)从单层到体相的结构和性质,以及由此组装的vdW异质结构WS2/WSe2、WS2/WTe2和WSe2/WTe2的结构和性质以及应力应变对异质结构的能带带隙的影响.结果表明:结合HSE06泛函和自旋轨道耦合(SOC)效应的计算方案可以精确描述WX2体系;异质结构WS2/WSe2,WS2/WTe2和WSe2/WTe2呈现type-II能带分类;在施加单轴或双轴的应力应变后,能带带隙大小发生相应改变,当晶格形变大于4％后,异质结构由半导体特性变成具有金属性.这些研究为光电子器件的设计提供了重要的指导意义.

关键词：二维材料、TMDs、vdW异质结、应力应变、能带带隙

所属期刊栏目：35

分类号：O649(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金21573177

在线出版日期：2019-05-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：385-393