基于密度泛函理论探究拉伸应变对MoS_(2)光电性能影响

本文用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了拉伸应变对MoS_(2)光电性能的影响.发现:稳定性最强的为本征MoS_(2),最弱的为拉伸形变为30%的MoS_(2)模型.拉伸形变使Mo-S原子键长增大,周围电荷密度降低,键强减弱,并可以一定程度上改变Mo-S原子最外层电子的杂化强度及价带顶和导带底的电子移动.不同拉伸形变MoS_(2)模型对应的反射系数,随着拉伸应变的增加,反射峰值也逐渐增大.且频率范围在8.8 eV-9.15 eV区间内,紫外光处有较高的透光率,有望用于制备紫外光传感器等材料.

拉伸应变对Se、As共掺杂、含有S缺陷的MoS_(2)电子结构的影响

利用第一性原理研究了Se、As共掺杂、有S缺陷及拉伸应变对S缺陷的MoS_(2)材料电子结构的影响。研究发现,Se、As共掺杂后,MoS_(2)能隙增大,而含有S缺陷的模型能隙值减小,施加拉伸应变及Se、As共掺杂使模型能隙值变为0 eV,表现为金属性。相比于无形变模型,拉伸形变使模型的能隙值减小。改性及拉伸形变使结构中Mo-S原子之间电荷密度减小,Mo原子周围电荷聚集度降低,电荷转移至Se-S、As-S周围成键,提高了电子转移及跃迁可能性。

掺杂对MoS_(2)吸附H_(2)的电子结构影响

本文应用Materials Studio软件对MoS_(2)分别进行了Si、O、N原子的替换掺杂,以探究掺杂和吸附对MoS_(2)材料的电子结构的影响。研究发现:稳定性由强到弱依次为:O-MoS_(2)-H_(2)、MoS_(2)-H_(2)、N-MoS_(2)-H_(2)、Si-MoS_(2)-H_(2),即O-MoS_(2)-H_(2)的形成能最低,为相对最稳定的结构;掺杂后体系的成键形式更有可能为离子键;吸附和掺杂均能影响MoS_(2)电子结构,MoS_(2)-H_(2)、O-MoS_(2)-H_(2)、Si-MoS_(2)-H_(2)能隙值处于0~2.0eV之间,体系表现为半导体性,N-MoS_(2)-H_(2)能隙值为0eV,体系表现为金属性;掺杂体系中总态密度主要是S、Mo态电子贡献,掺杂原子相比S、Mo态电子贡献很少,且O、N、Si态电子贡献程度依次降低。