基于密度泛函的过渡金属电磁特性研究

文中研究了通过2D^1D尺寸限制来调整金属过渡金属二硫化物(mTMDC)的电子及磁性。与实验可获得的半导体TMDC相比,mTMDC单层和纳米带的结合能较大、稳定性更好。与其半导体TMDC相比,2D MX 2(M=Nb,Ta;X=S,Se)单层是非铁磁金属。当mTMDC纳米带的带状宽度分别接近13和7时,即分别形成锯齿形和扶手椅边缘终端时,mTMDC从金属过渡为半导体;当纳米带宽度进一步减小时,这些纳米带会转换回金属。Zigzag端接纳米带是铁磁半导体,其磁性也可通过氢边缘钝化来调节,而扶手椅纳米带是非铁磁半导体。研究结果表明,mTMDC具有广泛的物理特性,从金属到半导体,非铁磁到铁磁,较为适合需要具有不同磁性的稳定窄带隙半导体应用。