【摘 要】
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近年来无论是在实验上还是在理论上,二维过渡金属二硫化物（TMDs）材料一直是一个热门研究课题,然而单种二维层状材料或多或少都存在一些不足,因此将两种或两种以上的二维层状材料构建成异质结,有望获得一些新颖的性质。另外,计算机性能的提升以及密度泛函相关理论的提升与完善,使得应用基于密度泛函理论的第一性原理的软件计算成为了凝聚态物理领域重要的研究方式。本文借助软件Materials Studio完成模型
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近年来无论是在实验上还是在理论上,二维过渡金属二硫化物（TMDs）材料一直是一个热门研究课题,然而单种二维层状材料或多或少都存在一些不足,因此将两种或两种以上的二维层状材料构建成异质结,有望获得一些新颖的性质。另外,计算机性能的提升以及密度泛函相关理论的提升与完善,使得应用基于密度泛函理论的第一性原理的软件计算成为了凝聚态物理领域重要的研究方式。本文借助软件Materials Studio完成模型的构建,利用VASP应用软件包对单层ReSe2和单层Mo Se2以及相应的异质结的几何构型、电子结构和光学性质等进行了较系统的研究,并提出ReSe2/Mo Se2最佳构建类型。研究结果对制备紫外探测器以及其他的光电设备具有一定的参考价值和指导意义。获得的主要研究结果如下:（1）首次系统地研究了单层ReSe2与单层Mo Se2组成的范德华异质结结构、电子和光学性质等。研究了十种不同堆垛模式的vd W异质结,分别对以上十种堆垛方式的异质结进行了结构优化,以及能带分析,发现异质结的性质与ReSe2和Mo Se2层的堆叠顺序有关,主要是受到ReSe2和Mo Se2材料的对称性的影响。主要对构型最稳定的VI型堆垛模式异质结进行了光学性质及能带排列计算,发现形成的异质结为II型带排列,且有一定的带阶,这有利于光生电子和光生空穴的有效分离。此外,ReSe2和Mo Se2层仍然保持着各自的电子特征,只是带隙值略为下降。光吸收性能相对于单层材料得到了大幅度的提升,对可见光和紫外光的吸收系数都达到了10~5cm-1量级。（2）基于VI型堆垛模式的二维ReSe2/Mo Se2 vd W异质结的研究,进一步考虑了垂直应力和水平双轴应力对ReSe2/Mo Se2 vd W异质结的调控效果,研究表明,垂直应力对ReSe2/Mo Se2 vd W异质结的结构造成轻微的影响;相对拉伸应力而言,压缩应力对带隙的影响更大,但都不会改变ReSe2/Mo Se2 vd W异质结的带排列情况。随着垂直压缩应力的增大,该异质结的光学吸收系数显著增大,而随着垂直拉伸应力的增大,其光学吸收系数略微减小。水平双轴应力对ReSe2/Mo Se2vd W异质结的结构影响较大,会造成原子间键的生成与断裂,改变该异质结的导电性质,即发生半导体与金属之间的转变。尽管如此,其在可见光和紫外光区域仍有较高的光学吸收效率。以上结果表明ReSe2/Mo Se2 vd W异质结是一种在光电应用方面有希望的候选材料。
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