4。3 PtX2 分态密度、VBM 和 CBM 13

结论 17

致谢 18

参考文献 19

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1  绪论

自2004年Novoselov和Geim等人利用胶带机械剥离的方法分离出单层的石墨烯以来，二维 材料受到巨大的关注[1,2]。二维材料由于量子限域效应的作用，具有一系列独特的性质和广泛 的应用前景。论文网

1。1  石墨烯

石墨烯是第一个被发现并且制备出来的二维材料，石墨烯的发现开辟了一大类新的材料

——二维材料。石墨烯的纳米结构如图1。1所示，碳原子以sp2杂化与最近邻的三个碳原子结合 构成蜂窝状结构。由于量子限域效应的作用，使得石墨烯具有量子高电导率和高热导率[3]， 另外石墨烯还具有高强度和大的比表面积等性质，可以应用于光学、电光学、磁学等方面的 器件[4-6]。但石墨烯的零带隙及零带隙导致的低开关比极大的限制了石墨烯在光电纳米器件等 方面的应用，需要通过复杂的能带工程才能获得带隙，这是促使人们寻找其他性质更出色的 二维材料[7]。

图1。1 石墨烯

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1。2 h-BN

层状 h-BN 结构与石墨烯，由交替的硼和氮原子以蜂窝状结构构成，其中蜂窝状结构与 石墨烯类似，B 原子与周围的 N 原子以 sp2 方式杂化构成二维结构。虽然它们的结构相似， 但是它们的电子性质相差甚远。不同于石墨烯的零带隙，而 h-BN 单层是一个绝缘体，带隙 约为 6 eV[8]。由于 h-BN 具有电绝缘性，它会被用于紫外线激光设备、场发射器和聚合物复合 材料中的纳米材料[9-11]。值得一提的是，由于 h-BN 良好的晶格匹配和没有悬键的原子级光滑 的表面，它可以作为以石墨烯为基础的电子器件中的不错的介电层[12,13]。与大部分半导体工 业想要的中等带隙相比，因此 h-BN 在电学和光学等方面应用时受到限制。

图 1。2 h-BN，其中蓝色球体为 N 原子，粉色球体为 B 原子。

1。3 黑磷

单层黑磷具有两种纳米结构，其中相黑磷结构如图 1。3a 所示，可以通过机械剥离的方 法从黑磷块体中剥离下来。相的磷烯具有很高的载流子迁移率，其载流子可达 1000 cm2 V-1 s-1，且与石墨烯不同，单层的相的黑磷具有一个约为 0。3 eV 的直接带隙，少数几层也有 1。0-1。5 eV 的带隙[14-16]。因此相的磷烯是很好的场效应管和线性偏光器材料[17,18]。相黑磷结构如图 1。3b 所示，结构与硅烯类似。是直接带隙半导体，带隙的理论预测值约为 2。6 eV[19]。

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图 1。3 (a) 相黑磷 (b) 相黑磷

1。4 TMDCs

TMDCs（过渡族金属二硫属化合物）材料是继石墨烯之后各方面综合性能最好的一类二 维材料材料。尽管TMDCs已经被研究了较长的时间，但是TMDCs由于其独特的物理化学性质 和一些难以在其他二维材料中获得的性质而迅速成为关注的焦点。例如：石墨烯需要通过复 杂的能带工程的改造才能做成晶体管等器件[20]。相比之下，许多TMDCs材料本身就是半导体 性的[21]。因此，这类材料的应用范围非常广，包括电子设备、光电器件、光伏电池以及催化 剂等[22-24] 。TMDCs材料的代表MoS2具有一个S-Mo-S堆叠的三明治结构，是带隙约为2。0 eV 的直接带隙半导体。目前实验上已经能够利用通过CVD等方法制备层状的MoS2制作场效应 管、光电探测器等器件[25-27]。文献综述