理論研究表明IVB族過渡金屬二鹵代物具有比VIB族更高的載流子遷移率,且IVB族中Zr S₂材料的穩(wěn)定性較好,其優(yōu)異的可見光響應(yīng)使得Zr S₂材料在光電器件領(lǐng)域具有很大的潛能�；诖�,本文構(gòu)建了兩種Zr S₂基范德華異質(zhì)結(jié),并采用基于密度泛函理論的第一性原理方法研究了扭角、應(yīng)力和電場對這兩種異質(zhì)結(jié)電子結(jié)構(gòu)和光學性能的影響。具體研究內(nèi)容如下:由H相單層Zr S₂和單層Hf S₂構(gòu)建的H-Zr S₂/Hf S₂范德華異質(zhì)結(jié)具有比單層H-Zr S₂更高的可見光吸收系數(shù),但該異質(zhì)結(jié)間接帶隙的能帶結(jié)構(gòu)限制了其在光電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。通過給H-Zr S₂/Hf S₂異質(zhì)結(jié)施加固定的扭角(13.2°、17.9°、42.1°和46.8°)或者在異質(zhì)結(jié)的x方向上施加-6%～-11%的單軸壓縮應(yīng)力,能夠?qū)愘|(zhì)結(jié)調(diào)制為直接帶隙半導(dǎo)體,可用作發(fā)光材料。在扭角和x方向單軸壓縮應(yīng)力的作用下,異質(zhì)結(jié)...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 TMDs族材料的研究背景及意義
    1.2 ZrS₂材料的結(jié)構(gòu)
    1.3 ZrS₂材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 ZrS₂實驗研究進展
        1.3.2 ZrS₂理論研究進展
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 理論計算方法
    2.1 第一性原理計算方法
        2.1.1 Born-Oppenhaimer近似
        2.1.2 Hartree-Fock近似
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 Hohenberg-Kohn理論
        2.2.2 Kohn-Sham方程
        2.2.3 交換關(guān)聯(lián)泛函
    2.3 軟件包簡介
第三章 H-ZrS₂/HfS₂ 范德華異質(zhì)結(jié)的理論研究
    3.1 引言
    3.2 計算建模及方法
    3.3 幾何結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性分析
    3.4 H-ZrS₂/HfS₂ 范德華異質(zhì)結(jié)的設(shè)計和電子結(jié)構(gòu)的調(diào)控研究
        3.4.1 H-ZrS₂/HfS₂ 范德華異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)及態(tài)密度分布
        3.4.2 扭角作用下H-ZrS₂/HfS₂ 的能帶結(jié)構(gòu)及態(tài)密度分布
        3.4.3 應(yīng)力作用下H-ZrS₂/HfS₂ 的能帶結(jié)構(gòu)及態(tài)密度分布
        3.4.4 電場調(diào)控下H-ZrS₂/HfS₂ 的能帶結(jié)構(gòu)及態(tài)密度分布
    3.5 H-ZrS₂/HfS₂ 范德華異質(zhì)結(jié)的光學性能
    3.6 本章小結(jié)
第四章 T-ZrS₂/hBN范德華異質(zhì)結(jié)的理論研究
    4.1 引言
    4.2 計算模型及方法
    4.3 幾何結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性分析
    4.4 T-ZrS₂/hBN范德華異質(zhì)結(jié)的設(shè)計和電子結(jié)構(gòu)的調(diào)控研究
        4.4.1 T-ZrS₂/hBN范德華異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)及態(tài)密度分布
        4.4.2 扭角作用下T-ZrS₂/hBN的能帶結(jié)構(gòu)及態(tài)密度分布
        4.4.3 應(yīng)力作用下T-ZrS₂/hBN的能帶結(jié)構(gòu)及態(tài)密度分布
        4.4.4 電場調(diào)控下T-ZrS₂/hBN的能帶結(jié)構(gòu)及態(tài)密度分布
    4.5 T-ZrS₂/hBN范德華異質(zhì)結(jié)的光學性能
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的科研成果
致謝



本文編號：3931163