現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和新材料的研究領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,對(duì)人們的日常生活產(chǎn)生了巨大的影響。隨著研究的不斷深入,人們發(fā)現(xiàn)二維材料具備與塊體材料不同的獨(dú)特性能,這使得二維材料在科學(xué)研究以及技術(shù)發(fā)展中占有越來(lái)越重要的地位。因此,設(shè)計(jì)具有新物性的二維材料是未來(lái)高科技領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)有重要價(jià)值的研究課題。本文通過(guò)基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算方法,設(shè)計(jì)了一系列二維MX4（M=Ru,Os;X=S,Se,Te）材料,并對(duì)MX4材料的物理性能進(jìn)行研究,主要結(jié)論如下:1)設(shè)計(jì)了新型具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的二維MX4單層材料,并預(yù)測(cè)了其電子結(jié)構(gòu)。根據(jù)化學(xué)常識(shí),我們?cè)O(shè)計(jì)了一種具有五元環(huán)結(jié)構(gòu)的金屬八配位的二維MX4（M=Ru,Os;X=S,Se,Te）材料,它是由中間的M金屬原子層與兩層X(jué)硫族原子層形成三明治的結(jié)構(gòu)。在單層MX4（M=Ru,Os;X=S,Se,Te）材料中,單層RuS4、OsS4材料的結(jié)構(gòu)是熱力學(xué)穩(wěn)定的。在我們計(jì)算的單層MX4的能帶結(jié)構(gòu)中,除了單層RuS4（半金屬）,其他的都展現(xiàn)出金屬性。這些材料的能帶結(jié)構(gòu)在費(fèi)米能級(jí)或者費(fèi)米能級(jí)附近都有一個(gè)能量簡(jiǎn)并點(diǎn),并且這個(gè)能量簡(jiǎn)并點(diǎn)出現(xiàn)在高對(duì)稱(chēng)點(diǎn)r點(diǎn)處。在考慮了自旋軌道耦合... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【部分圖文】：

圖１．２?ｈＢＮ的晶體結(jié)構(gòu)ｍ??

（２）二維六方氮化硼（ｈＢＮ）??ｍ?Ｎ?ａｔｏｍ?ｉ?Ｂ?ａｔｏｍ??圖１．２?ｈＢＮ的晶體結(jié)構(gòu)ｍ??二維六方氮化硼（ｈＢＮ）是繼石墨烯之后發(fā)現(xiàn)的一種二維單層材料。它是一種由相??同比例的氮原子和硼原子交替組成的六角蜂窩狀結(jié)構(gòu)的化合物，結(jié)構(gòu)如圖１．２所示。??在每一層中，硼和氮原子通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合，而這些層通過(guò)范德瓦爾斯力疊加在—起形??成塊狀晶體。塊狀的ｈＢＮ的晶格常數(shù)（ａ＝２．５０４Ａ，ａ為相鄰兩個(gè)原子之間的距離）與石??墨相近。單層的ｈＢＮ就是通常所說(shuō)的白色石墨煉，它的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性都很突??出，雖然其幾何結(jié)構(gòu)與石墨烯非常類(lèi)似，但與石墨烯截然不同的是六方氮化硼是寬禁??帶的絕緣體。超薄二維ｈＢＮ納米片是一種化學(xué)惰性的二維納米材料，帶隙在５．９ｅＶ以??上，成為許多二維電子和光電系統(tǒng)中理想的介電材料［８］。由于其良好的電絕緣性，二??維六方氮化硼（ｈＢＮ）己經(jīng)被應(yīng)用于電子設(shè)備中充當(dāng)電荷防漏層。作為二維納米材料大??家庭中的一員

??代表第ＩＶ－Ｘ族過(guò)渡金屬元素，Ｘ代表硫族元素（如Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ），如圖１．３所示。這些過(guò)??渡金屬硫族化合物塊體材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)與石墨（石墨烯的母體材料）以及六方氮化硼等??材料類(lèi)似。層（Ｘ－Ｍ－Ｘ）與層之間依靠范德瓦爾斯相互作用結(jié)合在一起，而同一層原子??之間有著強(qiáng)烈的共價(jià)鍵。與二維平面結(jié)構(gòu)的石墨烯不同的是，ＴＭＤｓ的單層結(jié)構(gòu)是由??一個(gè)兩層硫族原子中間夾著一層過(guò)渡金屬原子的Ｘ－Ｍ－Ｘ夾層的二維結(jié)構(gòu)。??單層或者幾層的ＴＭＤｓ是直接帶隙半導(dǎo)體，它們的帶隙和載流子類(lèi)型隨著組分、??結(jié)構(gòu)以及維度的不同而發(fā)生變化。在過(guò)渡金屬硫化物層狀結(jié)構(gòu)中，層（Ｘ－Ｍ－Ｘ）與層之??間不同的堆疊方式有不同的晶相。ＴＭＤｓ材料中最常見(jiàn)的有１Ｔ相、２Ｈ相以及３Ｒ相，??其中字母前面的數(shù)字代表一個(gè)原胞中堆疊順序中層的數(shù)目，而字母Ｔ、Ｈ、Ｒ分別代表??三角（ｔｒｉｇｏｎａｌ）、六角（ｈｅｘａｇｏｎａｌ）和斜方六面體（ｒｈｏｍｂｏｈｄｒａｌ）。其中，２／／相又有三種不??同的形貌。而在單層ＴＭＤｓ材料中

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]The rare two-dimensional materials with Dirac cones[J]. Jinying Wang,Shibin Deng,Zhongfan Liu,Zhirong Liu.  National Science Review. 2015(01)



本文編號(hào)：3364740