过渡金属原子X(X=Mn,Tc,Re)掺杂二维WS2第一性原理研究

摘要：

二维材料由于具有独特的电子结构和量子效应、丰富的可调控特性而受到凝聚态物理和材料科学的广泛关注,?其中通过过渡金属掺杂二维WS2形成的半金属铁磁性材料在自旋电子学领域中发挥着重要的作用.采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法计算了过渡金属原子X?(X?=?Mn,?Tc,?Re)?掺杂二维WS2的电子结构、磁性和光学性质.?研究表明:?被过渡金属原子X掺杂的WS2体系在S-rich条件下比在W-rich条件下更稳定.?在Mn掺杂后,?自旋向上通道中出现杂质能级,?导致WS2体系从自旋向上和自旋向下态密度完全对称的非磁性半导体转变为磁矩1.001μB的铁磁性半金属.?在Tc,?Re掺杂后,?体系均转变为非磁性N型半导体.?所有掺杂体系杂质态均发生自旋劈裂现象,?且自旋劈裂程度逐渐减小.?同时发现Mn,?Tc,?Re掺杂后,表现出优异的光学性质,?它们的介电常数和折射系数与未掺杂WS2的体系相比明显增强,?吸收系数在低能量区域?(0—2.0?eV)?均出现红移现象.

关键词：二维WS2、磁学性质、电子结构、光学性质

所属期刊栏目：71

分类号：O4;O641;O561.2

资助基金：贵州大学智能制造产教融合创新平台及研究生联合培养基地;国家自然科学基金;贵州省高层次创新型人才培养项目;资助的课题

在线出版日期：2022-07-12（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：211-219