类石墨烯的双层过渡金属硫化物的纳米结构和性质

摘要：分层过渡金属二硫化钼是一种物理性质跨度范围广泛的材料，二硫化钼具有润滑性、催化性以及光电性等性质特征，因此受到了广泛的研究。本文根据密度泛函理论的运算方式，讨论了双层过渡金属二硫化钼在外部电场垂直作用于层的条件下的带隙调整变化。研究成果表明，随着应用电场的增加,二硫化钼的带隙逐渐减少，最终呈现金属性。这一现象可用巨斯塔克效应来解释，研究成果也表明了制造新颖的电子和光子设备的潜在方向。76424

毕业论文关键词：二硫化钼，石墨烯，外部电场，带隙调整

Abstract: Layered transition metal molybdenum disulfide is a kind material with wide span of physical properties, molybdenum disulphide has been widely researched for it’s lubricity, catalytic and optical properties。 Based on calculations of density functional theory, the band gap adjusting of double transition metal molybdenum disulfide is discussed under the external electric field which vertical to the layer。 Research results show that band gap of molybdenum disulphide gradually decrease with the increase of the applied electric field, and finally rendering properties of gold。 This phenomenon can be explained by Giant stark effect, the research also shows that the potential direction for making novel electronic and photonic devices。

Keywords: MoS2, characteristics, external electric field, band gap adjustment

1 引言5

1。1 石墨烯与类石墨烯二维布局5

1。2 过渡金属二硫化物（MX2）的概述5

2 二硫化钼的概述6

2。1 MoS2的结构6

2。2 MoS2的性质6

3 双层过渡金属二硫化钼7

结论14

参考文献15

致谢16

1 引言

现如今科学技术的迅猛发展，纳米材料邻域也得到了发展，准零维、准一维以及由低维构造为单位组成的三维结构材料开始进入人们的视野，并被广泛的研究。

石墨烯[1]对于人们的研究来说是一个很好的材料。上个世纪，麦克鲁就开始对其研究[2]，几年后，J。W。Mcclure成功计算出了石墨烯的波数学方程[3]。在当时人们很怀疑石墨烯的输电性能[4]，但是这并没有减弱科学家的对石墨烯研究的信心。1984年，谢米诺夫成功得出了Dirac方程[5]。1987年，S。Mouras首次用Grephene这一单词来代表石墨烯[6]。论文网

在数学计算的过程中，研究石墨烯的科学家通常认为石墨烯是石墨和纳米碳管的最基本单元，只是并不现实存在，是虚拟捏造的模型。过渡金属原子上面的一层是硫族元素原子的其他层之间通过弱的范德华力相互作用。科学家们也一直的研究方法试图破坏层与层之间的范德华力，使它们成为单层原子。

1。1 石墨烯的结构

2005年，K。S。Novoselov和A。K。Geim等人首次提出了用二维原子晶体来描写石墨烯和类石墨烯的二维布局[7]。二维原子晶体是指相互之间以有着共价键并且仅一个原子那么厚的晶体。它们之间有着共同特点：层间是微弱的Van Der Waals（范德华）力作用[8]，具有各向异性。石墨烯的结构如图1所示。

图1　石墨和石墨烯的结构示意图

1。2 过渡金属二硫化物(MX2)的概述

一般而言MX2表示过渡金属硫化物，其中M表示是过渡金属，而X则是硫族元素。因此MX2层状材料具有丰富的电子性质。此外，当M为VIB族过渡金属时，MX2则是半导体；而当M是VB族过渡金属时，MX2则是金属。

过渡金属二硫族化合物因为特有的外围电子，所以他的种类也很多，M 为过渡族金属，

其中包括第四族（钛、锆等）、第五（钒、铌等）、第六族（铬、钼、钨等）元素，而X是硫族元素(硫、硒、铁等)。它们的基本结构呈层状，分为上、中、下三层，其中上、下层为硫族元素，中间为过渡族金属。以MoS2 为例，MoS2 的结构示意图如图2所示。类石墨烯的双层过渡金属硫化物的纳米结构和性质:http://www.youerw.com/wuli/lunwen_87671.html