摘要优尔方相结构的类石墨烯二文过渡族金属硫族化合物半导体（STMD）具有可调控的能带结构及优良的电子、光电性能；以此组装而成的二文层状异质结结构亦具有与单层组元不同的特殊性能，故已成为该领域的研究前沿。通过第一性原理计算，我们考察了H相结构的ScX2（X=S、Se、Te）的块体、双层及单层的电子性质，并使之与单层MoS2复合形成异质结。结果表明，复合形成的异质结均显示出金属性。而对于ScX2材料在片层数改变后的磁性变化的问题，以及磁性半导体异质结相关特性及性能的问题，则需要更深层次的理论和实验方面的研究。20294
关键词 二文半导体 类石墨烯硫族化物异质结 第一性原理计算 能带工程
毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
Title 2D-STMD Hetero-structures:
Theoretical Design and Tunable Band Gap
Abstract
Hexagonal phases of two-dimensional semiconducting transition metal dichalcogenides(STMD), as a graphene-like material, exhibit a tunable band gap and possess an outstanding electronic and optoelectronic properties; and the two-dimensional layered hetero-structures made from different kinds of single-layer STMD also possess novel properties different from their single-layer components. Using first principles calculations, we have inspected the electronic properties of hetero-junctions intergraded by 2D-ScX2(X =S, Se, Te) and 2D-MoS2, as well as H phases of ScX2(X =S, Se, Te), including bulk, bi-layer, single-layer crystals. We find that all of the hetero-structures are metallic. Nevertheless, how and why the magnetic properties change by the number of layers of ScX2, and the relative problems on their properties of magnetic semiconductor hetero-structures, deserve further theoretical and experimental study.
Keywords Two dimensional semiconductor Graphene-like STMD hetero-junction
First principles calculation Band gap engineering
目 次
1 绪论 1
1.1 类石墨烯材料概述 1
1.1.1 2D-TMDs材料简介 1
1.1.2 2D-TMDs材料的结构 1
1.1.3 2D-TMDs材料的性质及应用前景 4
1.2 二文材料的异质结概述 5
1.2.1 二文异质结组装简介 5
1.2.2 实验上的成果 6
1.2.3 理论计算的探索 8
1.3 计算的理论基础 10
1.4 本文的研究目的和主要研究内容 11
2 模型设计与计算方法 12
2.1 计算方法 12
2.2 异质结模型 12
3 计算结果与讨论 15
3.1 MoS2体系 15
3.2 ScX2体系（X=S, Se, Te） 16
3.3 ScX2-MoS2异质结体系 18
结 论 22
致 谢 23
参考文献24
1 绪论
本章主要介绍了关于2D-TMDs异质结材料的一些基本知识；综述了该材料的研究现状和应用前景；并简要概括了第一性原理计算的理论基础。
1.1 类石墨烯材料概述
说到二文纳米材料，首先想到的多半是在04年中成功制备的石墨烯材料；研究者们对石墨烯的理论研究[1]及实际应用方面的探索[2]都已经相当广阔了。而随之而来的是多种类石墨烯材料；例如，硅烯、锗烯、单层的立方氮化硼（由 “白石墨”制备而来[3]）、单层的二硫化钼[4]以及其它单层的二硫（氧）化物[5]。这些类石墨烯材料均为二文平面结构，并可由类似的制备方法获得。但相比石墨烯，某些类石墨烯二文材料在电子器件应用方面具有更合适的能带结构[6]。 硫化物二维半导体异质结的理论设计和能带结构调控:http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_12018.html