材料體系通常可以分為零維、-維、二維和三維體系。其中由于二維層狀材料在電學、光學及催化等各個方面的優(yōu)異特性而受到了研究人員的密切關(guān)注。石墨烯材料是目前研究,應用最為廣泛,研究熱度最高的二維材料體系。但是石墨烯材料由于零帶隙的特點而產(chǎn)生的局限性,探索新型二維材料已經(jīng)成為新的研究課題。二維硫族化物因其對環(huán)境友好,自然界存量充足和十分優(yōu)異的電學性質(zhì)而引起了人們的廣泛研究與關(guān)注。其中二硫化鉬的研究已經(jīng)成為科研工作者的熱點研究領(lǐng)域,這主要歸功于二硫化鉬其類似于石墨的層狀結(jié)構(gòu)與十分穩(wěn)定的化學性質(zhì),所以在光學,電學,摩擦潤滑領(lǐng)域都有著非常有前景的研究意義和可挖掘的市場價值。為了探索層狀二硫化鉬基體材料在光電子學領(lǐng)域中更多的用途,本文應用基于密度泛函理論的第一性原理,通過Materials Studio軟件軟件包中的CASTEP模塊模擬計算,采用了通過Cr、W原子摻雜,變換摻雜方式和占位的辦法實現(xiàn)對二硫化鉬的電子結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)的改變,進而改變了材料在應用領(lǐng)域的性能以實現(xiàn)拓寬其應用的目的。完成的主要工作如下:首先完成不同體系的模型的建立,然后通過CASTEP模塊的初步計算,我們得到了不同體系的總能量,再... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

MoS2晶體結(jié)構(gòu)示意圖[5]

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-3-圖1.22H-MoS2晶體結(jié)構(gòu)示意圖（原胞）圖1.32H-MoS2晶體學數(shù)據(jù)（ICSD數(shù)據(jù)庫）圖1.3展示的是2H-MoS2體系的相關(guān)晶體學數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)來自ICSD晶體學數(shù)據(jù)庫，再根據(jù)FINDIT平臺獲得的最新的2H-MoS2體系相關(guān)數(shù)據(jù)。從圖1.3可以看出：2H-MoS2屬于六方晶系，晶格常數(shù)為a=b=3.168，

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-4-c=12.322，α=β=90°，γ=120°，空間群編號為P63/MMC，Mo與S的鍵長為2.405，S-Mo-S所形成的鍵角為82.152°。每個單胞由鉬原子和硫原子2：1形成，其中每一層2H-MoS2體系由一層鉬原子和兩層硫原子堆疊而成，這有些類似于漢堡結(jié)構(gòu)，如圖1.4所示。這種2H-MoS2單層結(jié)構(gòu)具有很好的穩(wěn)定性，這主要是因為鉬原子與硫原子之間形成的價鍵是共價鍵。而2H-MoS2層間易剝離，這主要是因為層與層之間以較弱的范德華力相互作用。其中，層間距約為0.66nm。體材料二硫化鉬是由多層的單層二硫化鉬通過范德華作用力形成在一起的[8]，且隨著體系層數(shù)的減少，材料的帶隙寬度由體材料的1.30eV增加到單層二硫化鉬的1.75eV左右。同時其帶隙類型也發(fā)生了明顯的變化，從體材料的雙層二硫化鉬均是間接帶隙半導體，當剝離至只有單層二硫化鉬體系時，二硫化鉬的帶隙寬度達到最大，且變成為直接帶隙半導體[9]。圖1.4單層2H-MoS2晶體結(jié)構(gòu)示意圖1.2.2單層MoS2晶體結(jié)構(gòu)性能特點二硫化鉬具有許多優(yōu)良的性質(zhì)，但是一般的體材料二硫化鉬由于其比表面積小，因而并沒有很多的應用[10]。但是當二硫化鉬被剝離成薄膜時，比表面積得到大幅度的提升，突破了比表面積對材料性能的限制，使得在實際中有很多的應用。主要包括：明顯的各向異性，化學穩(wěn)定性，潤滑性，光電性以及高催化性[11-15]。（1）各向異性：由于MoS2具有層狀結(jié)構(gòu)的特點，所以MoS2也存在類似石墨烯結(jié)構(gòu)所具有的各向異性。各向異性是指許多性質(zhì)在不同方向上由明顯的差異，例如，對于本征MoS2半導體而言，平行于MoS2片層方向的導電性能大約是垂直于片層方向的導電性能的1000倍[16]，這主要是因為層間是以范德華鍵相互作用的，所以該方向上的導電性能較差。?

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]稀土摻雜層狀MoS2和SnS2光磁特性研究[D]. 趙琪.吉林大學 2019

碩士論文
[1]摻雜對單層MoS2氣敏性能影響的第一性原理研究[D]. 臧道俊.江蘇大學 2018
[2]新型二維材料的光電特性與量子霍爾效應探究[D]. 劉少偉.南京信息工程大學 2018
[3]過渡金屬摻雜二維MoS2材料的電子結(jié)構(gòu)與磁性質(zhì)研究[D]. 蘭蘭.哈爾濱理工大學 2015
[4]納米MoS2及其衍生結(jié)構(gòu)的電子結(jié)構(gòu)與光學性質(zhì)[D]. 陳鑫.南京航空航天大學 2015
[5]MoS2-WS2和MoS2-MoTe2單層異質(zhì)結(jié)構(gòu)及Fe摻雜的單層MoS2的第一性原理研究[D]. 王前文.中國科學院研究生院（武漢物理與數(shù)學研究所） 2014



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