目前,集成電路已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用,集成電路的不斷發(fā)展離不開(kāi)二維超薄材料的貢獻(xiàn)。2004年首次剝離出單層的石墨烯,因其具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性,在材料、微納加工、能源等方面具有重要的應(yīng)用前景,同時(shí)也促進(jìn)了二維材料領(lǐng)域迅猛的發(fā)展。然而本征的石墨烯是零帶隙,開(kāi)關(guān)電源電流較小,需要通過(guò)改變應(yīng)力,增加電壓等方法調(diào)整能帶寬度,以拓寬其在光電器件上的應(yīng)用。近年來(lái),類石墨烯材料進(jìn)入了人們的視野,二維過(guò)渡金屬硫族化合物MoS₂作為類石墨烯材料的典型代表,是直接帶隙半導(dǎo)體,帶隙約為1.9eV,吸收窗口處于可見(jiàn)光區(qū),且吸收效率高,但單層MoS₂的光吸收量有限;而ZnO的帶隙較寬（約3.4eV）,吸收窗口在紫外區(qū),但吸收效率低,將MoS₂和ZnO兩種材料剝離成單層并且組成異質(zhì)結(jié),可以有效的發(fā)揮出各自的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)性能的互補(bǔ)。除此之外,我們可以通過(guò)摻雜的方式對(duì)MoS₂進(jìn)行改性,得到更有利于其廣泛應(yīng)用的性質(zhì)。在本文中我們采用了基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算和分析,對(duì)單層MoS₂摻雜不同... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯結(jié)構(gòu)

第一章緒論4圖1.2二硫化鉬分子結(jié)構(gòu)和多層堆垛結(jié)構(gòu)1.2.2MoS2電子結(jié)構(gòu)單層MoS2的應(yīng)用主要是由于其獨(dú)特的能帶寬度和態(tài)密度性質(zhì)。塊狀的MoS2的能帶為1.3eV的間接帶隙，價(jià)帶頂和導(dǎo)帶底分別位于Г和K高對(duì)稱點(diǎn)。隨著MoS2層數(shù)的減少帶隙逐漸的增加，單層的MoS2變?yōu)橹苯訋�，值約為1.9eV，且價(jià)帶頂和導(dǎo)帶底均位于K點(diǎn)[17-18]。MoS2的能帶寬度對(duì)于外界應(yīng)力也十分的敏感，當(dāng)外界施加機(jī)械應(yīng)變時(shí)，單層MoS2的帶隙會(huì)變小，從而實(shí)現(xiàn)從半導(dǎo)體向金屬性質(zhì)的轉(zhuǎn)換。在單層半導(dǎo)體MoS2中，10%左右的雙軸作用拉伸應(yīng)變可以導(dǎo)致其性質(zhì)由半導(dǎo)體向金屬性質(zhì)的過(guò)渡。1.2.3MoS2制備方法1、機(jī)械剝離法是最簡(jiǎn)單最直接的二維材料制備方法。這種方法是通過(guò)物理外力破壞分子之間的范德瓦爾斯力得到二維材料的方法。2004年，Geim等人首次使用了機(jī)械剝離法，成功剝離出單層石墨烯，這證明了二維材料是可以單獨(dú)穩(wěn)定存在的，也掀起了對(duì)二維材料研究的熱潮。機(jī)械剝離法的分為四個(gè)步驟：一、先將物質(zhì)層狀的薄片放置在膠帶上。二、通過(guò)反復(fù)的粘連，破壞分子之間的作用力，得到更薄的薄片。三、將膠帶上的層狀物質(zhì)轉(zhuǎn)移到基底上（一般為SiO2和Si等）靜置一段時(shí)間后緩慢的剝離膠帶。四、

第二章第一性原理和計(jì)算軟件12圖2.1Hartree方程求解流程圖2.3波恩-奧本海默近似玻恩–奧本海默近似（Born-Oppenheimerapproximation），又稱之為絕熱近似[36,37]。在求解薛定諤方程的波函數(shù)時(shí)，由于體系中自由度過(guò)多，在實(shí)際計(jì)算中幾乎無(wú)法進(jìn)行，原子核的質(zhì)量要比電子大4個(gè)數(shù)量級(jí)，所以電子的速度在相同的作用下會(huì)大于原子核的速度，這樣的速度差異就可以近似的看成是電子在靜止的原子核所構(gòu)成的勢(shì)場(chǎng)中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，不能確切的知道電子所在的方位，只能計(jì)算出平均作用力。所以，用這種近似的方法，可以對(duì)原子核和電子進(jìn)行坐標(biāo)分離，讓求解復(fù)雜的整個(gè)體系的波函數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榍蠼庠雍瞬ê瘮?shù)和求解電子波函數(shù)的兩個(gè)簡(jiǎn)單的波函數(shù)。在大多數(shù)情況下精確度高，并且能夠解決較多的量子力學(xué)問(wèn)題。E]rre)r(Vm2h[jiji2ii2ii2（2-8）在以上的式子中，2ii2m2h和ii)r(V是單粒子能量，jiji2rre是粒子之間的作用能量這種近似方法是只有所在電子態(tài)能量足夠分離的情況下才有效，當(dāng)電子態(tài)出現(xiàn)較差或者近似的時(shí)候，波恩-奧本海默近似方法就會(huì)失效。

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