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Cr和W掺杂的单层MoS2电子结构的第一性原理研究

吴木生 徐波 刘刚 欧阳楚英

Cr和W掺杂的单层MoS2电子结构的第一性原理研究

吴木生, 徐波, 刘刚, 欧阳楚英
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  • 采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波赝势方法, 研究了Cr和W掺杂对单层二硫化钼(MoS2)晶体的电子结构性质的影响. 计算结果表明: 当掺杂浓度较高时, W对MoS2的能带结构几乎没有影响, 而Cr的掺杂则影响很大, 表现为能带由直接带隙变为间接带隙, 且禁带宽度减小. 通过进一步分析, 得出应力的产生是导致Cr掺杂的MoS2电子结构变化的最直接的原因.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10904054)、江西省自然科学基金(批准号: 2009GQW008, 2010GZW0028)、江西省光电子与通信重点实验室(江西师范大学)和江西师范大学青年英才培育资助计划资助的课题.
    [1]

    Takada K, Sakurai H, Takayama-Muromachi E, Izumi F, Dilanian R, Sasaki T 2003 Nature 422 53

    [2]

    Shishidou T, Freeman A, Asah R 2001 Phys. Rev. B 64 180401

    [3]

    Lee C, Li Q, Kalb W, Liu X Z, Berger H, Carpick R W, Hone J 2010 Science 328 76

    [4]

    Reed C A, Cheung S K 1977 Proceedings of the National Academy of Sciences 74 1780

    [5]

    Puthussery J, Seefeld S, Berry N, Gibbs M, Law M 2011 J. Am. Chem. Soc. 133 716

    [6]

    Bromley R A, Yoffe A D, Murray R B 1972 J. Phys. C 5 759

    [7]

    Mattheis L F 1973 Phys. Rev. Lett. 30 784

    [8]

    Coehoorn R, Haas C, Degroot R A 1987 Phys. Rev. B 35 6203

    [9]

    Li T S, Galli G L 2007 J. Phys. Chem. C 111 16192

    [10]

    Lebegue S, Eriksson O 2009 Phys. Rev. B 79 115409

    [11]

    Mdleni M M, Hyeon T, Suslick K S 1998 J. Am. Chem. Soc. 120 6189

    [12]

    Rapport L, Bilik Y, Homyonfer M 1997 Nature 387 791

    [13]

    Dominko R, Arcon D, Mrzel A 2002 Adv. Mater. 14 1591

    [14]

    Radisavljevic B, Radenovic A, Brivio J, Giacometti V, Kis A 2011 Nat. Nanotechnol. 6 147

    [15]

    Novoselov K S, Jiang D, Schedin F, Booth T, Khotkevich V V, Morozov S V, Geim A K 2005 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 10451

    [16]

    Kuc A, Zibouche N, Heine T 2011 Phys. Rev. B 83 245213

    [17]

    Korn T, Heydrich S, Hirmer M, Schmutzler J, Schuller C 2011 Appl. Phys. Lett. 99 102109

    [18]

    Splendiani A, Sun L, Zhang Y, Li T, Kim J, Chim C Y, Galli G, Wang F 2010 Nano Lett. 10 1271

    [19]

    Radisavljevic B, Radenovic A, Brivio J, Giacometti V, Kis A 2011 Nature Nanotech 6 147

    [20]

    Li H, Yin Z, He Q, Li H, Huang X, Lu G, Fam D W H, Tok A I Y, Zhang Q, Zhang H 2012 Small 8 63

    [21]

    Popov I, Seifert G, Tomanek D 2012 Phys. Rev. Lett. 108 156802

    [22]

    Eda G, Yamaguchi H, Voiry D, Fujita T, Chen M 2011 Nano Lett. 11 5111

    [23]

    Mak K F, Lee C, Hone J, Shan J, Heinz T F 2010 Phys. Rev. Lett. 105 136805

    [24]

    Yin Z, Li H, Li H, Jiang L, Shi Y, Sun Y, Lu G, Zhang Q, Chen X, Zhang H 2012 Nano 6 74

    [25]

    Ding Y, Wang Y L, Ni J, Shi L, Shi S Q, Tang W H 2011 Physica B 406 2254

    [26]

    Xu B, Pan B C 2008 Acta Phys. Sin. 57 6526 (in Chinese) [徐波, 潘必才 2008 物理学报 57 6526]

    [27]

    Rao J P, Ouyang C Y, Lei M S, Jiang F Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 47105 (in Chinese) [饶建平, 欧阳楚英, 雷敏生, 江风益 2012 物理学报 61 47105]

    [28]

    Monkhorst H J, Pack J F 1979 Phys. Rev. B 13 5188

    [29]

    Wilson J A, Yoffe A D 1969 Adv. Phys. 18 193

    [30]

    Li Y, Zhou Z, Zhang S, Chen Z 2008 J. Am. Chem. Soc. 130 16739

    [31]

    Kam K K, Parkinson B A 1982 J. Phys. Chem. 86 463

    [32]

    Yun W S, Han S W, Hong S C, Kim I G, Lee J D 2012 Phys. Rev. B 85 33305

  • [1]

    Takada K, Sakurai H, Takayama-Muromachi E, Izumi F, Dilanian R, Sasaki T 2003 Nature 422 53

    [2]

    Shishidou T, Freeman A, Asah R 2001 Phys. Rev. B 64 180401

    [3]

    Lee C, Li Q, Kalb W, Liu X Z, Berger H, Carpick R W, Hone J 2010 Science 328 76

    [4]

    Reed C A, Cheung S K 1977 Proceedings of the National Academy of Sciences 74 1780

    [5]

    Puthussery J, Seefeld S, Berry N, Gibbs M, Law M 2011 J. Am. Chem. Soc. 133 716

    [6]

    Bromley R A, Yoffe A D, Murray R B 1972 J. Phys. C 5 759

    [7]

    Mattheis L F 1973 Phys. Rev. Lett. 30 784

    [8]

    Coehoorn R, Haas C, Degroot R A 1987 Phys. Rev. B 35 6203

    [9]

    Li T S, Galli G L 2007 J. Phys. Chem. C 111 16192

    [10]

    Lebegue S, Eriksson O 2009 Phys. Rev. B 79 115409

    [11]

    Mdleni M M, Hyeon T, Suslick K S 1998 J. Am. Chem. Soc. 120 6189

    [12]

    Rapport L, Bilik Y, Homyonfer M 1997 Nature 387 791

    [13]

    Dominko R, Arcon D, Mrzel A 2002 Adv. Mater. 14 1591

    [14]

    Radisavljevic B, Radenovic A, Brivio J, Giacometti V, Kis A 2011 Nat. Nanotechnol. 6 147

    [15]

    Novoselov K S, Jiang D, Schedin F, Booth T, Khotkevich V V, Morozov S V, Geim A K 2005 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 10451

    [16]

    Kuc A, Zibouche N, Heine T 2011 Phys. Rev. B 83 245213

    [17]

    Korn T, Heydrich S, Hirmer M, Schmutzler J, Schuller C 2011 Appl. Phys. Lett. 99 102109

    [18]

    Splendiani A, Sun L, Zhang Y, Li T, Kim J, Chim C Y, Galli G, Wang F 2010 Nano Lett. 10 1271

    [19]

    Radisavljevic B, Radenovic A, Brivio J, Giacometti V, Kis A 2011 Nature Nanotech 6 147

    [20]

    Li H, Yin Z, He Q, Li H, Huang X, Lu G, Fam D W H, Tok A I Y, Zhang Q, Zhang H 2012 Small 8 63

    [21]

    Popov I, Seifert G, Tomanek D 2012 Phys. Rev. Lett. 108 156802

    [22]

    Eda G, Yamaguchi H, Voiry D, Fujita T, Chen M 2011 Nano Lett. 11 5111

    [23]

    Mak K F, Lee C, Hone J, Shan J, Heinz T F 2010 Phys. Rev. Lett. 105 136805

    [24]

    Yin Z, Li H, Li H, Jiang L, Shi Y, Sun Y, Lu G, Zhang Q, Chen X, Zhang H 2012 Nano 6 74

    [25]

    Ding Y, Wang Y L, Ni J, Shi L, Shi S Q, Tang W H 2011 Physica B 406 2254

    [26]

    Xu B, Pan B C 2008 Acta Phys. Sin. 57 6526 (in Chinese) [徐波, 潘必才 2008 物理学报 57 6526]

    [27]

    Rao J P, Ouyang C Y, Lei M S, Jiang F Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 47105 (in Chinese) [饶建平, 欧阳楚英, 雷敏生, 江风益 2012 物理学报 61 47105]

    [28]

    Monkhorst H J, Pack J F 1979 Phys. Rev. B 13 5188

    [29]

    Wilson J A, Yoffe A D 1969 Adv. Phys. 18 193

    [30]

    Li Y, Zhou Z, Zhang S, Chen Z 2008 J. Am. Chem. Soc. 130 16739

    [31]

    Kam K K, Parkinson B A 1982 J. Phys. Chem. 86 463

    [32]

    Yun W S, Han S W, Hong S C, Kim I G, Lee J D 2012 Phys. Rev. B 85 33305

  • [1] 张理勇, 方粮, 彭向阳. 金衬底调控单层二硫化钼电子性能的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(18): 187101. doi: 10.7498/aps.64.187101
    [2] 徐晶, 梁家青, 李红萍, 李长生, 刘孝娟, 孟健. Ti掺杂NbSe2电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(20): 207101. doi: 10.7498/aps.64.207101
    [3] 雷天民, 吴胜宝, 张玉明, 郭辉, 陈德林, 张志勇. La, Ce, Nd掺杂对单层MoS2电子结构的影响. 物理学报, 2014, 63(6): 067301. doi: 10.7498/aps.63.067301
    [4] 戚玉敏, 陈恒利, 金朋, 路洪艳, 崔春翔. 第一性原理研究Mn和Cu掺杂六钛酸钾(K2Ti6O13)的电子结构和光学性质. 物理学报, 2018, 67(6): 067101. doi: 10.7498/aps.67.20172356
    [5] 吴木生, 徐波, 刘刚, 欧阳楚英. 应变对单层二硫化钼能带影响的第一性原理研究 . 物理学报, 2012, 61(22): 227102. doi: 10.7498/aps.61.227102
    [6] 李泓霖, 张仲, 吕英波, 黄金昭, 张英, 刘如喜. 第一性原理研究稀土掺杂ZnO结构的光电性质. 物理学报, 2013, 62(4): 047101. doi: 10.7498/aps.62.047101
    [7] 陶鹏程, 黄燕, 周孝好, 陈效双, 陆卫. 掺杂对金属-MoS2界面性质调制的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(11): 118201. doi: 10.7498/aps.66.118201
    [8] 廖建, 谢召起, 袁健美, 黄艳平, 毛宇亮. 3d过渡金属Co掺杂核壳结构硅纳米线的第一性原理研究. 物理学报, 2014, 63(16): 163101. doi: 10.7498/aps.63.163101
    [9] 谭兴毅, 王佳恒, 朱祎祎, 左安友, 金克新. 碳、氧、硫掺杂二维黑磷的第一性原理计算. 物理学报, 2014, 63(20): 207301. doi: 10.7498/aps.63.207301
    [10] 朱学文, 徐利春, 刘瑞萍, 杨致, 李秀燕. N-F共掺杂锐钛矿二氧化钛(101)面纳米管的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(14): 147103. doi: 10.7498/aps.64.147103
    [11] 张新成, 廖文虎, 左敏. 非共振圆偏振光作用下单层二硫化钼电子结构及其自旋/谷输运性质. 物理学报, 2018, 67(10): 107101. doi: 10.7498/aps.67.20180213
    [12] 嘉明珍, 王红艳, 陈元正, 马存良, 王辉. Al, Fe, Mg掺杂Li2MnSiO4的电子结构和电化学性能的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(8): 087101. doi: 10.7498/aps.64.087101
    [13] 陈国祥, 樊晓波, 李思琦, 张建民. 碱金属和碱土金属掺杂二维GaN材料电磁特性的第一性原理计算. 物理学报, 2019, 68(23): 237303. doi: 10.7498/aps.68.20191246
    [14] 郭建云, 陈敬中, 郑 广, 何开华. Al,Mg掺杂GaN电子结构及光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(6): 3740-3746. doi: 10.7498/aps.57.3740
    [15] 梁伟华, 丁学成, 褚立志, 邓泽超, 郭建新, 吴转花, 王英龙. 镍掺杂硅纳米线电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(11): 8071-8077. doi: 10.7498/aps.59.8071
    [16] 王英龙, 王秀丽, 梁伟华, 郭建新, 丁学成, 褚立志, 邓泽超, 傅广生. 不同浓度Er掺杂Si纳米晶粒电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(12): 127302. doi: 10.7498/aps.60.127302
    [17] 丁超, 李卫, 刘菊燕, 王琳琳, 蔡云, 潘沛锋. Sb,S共掺杂SnO2电子结构的第一性原理分析. 物理学报, 2018, 67(21): 213102. doi: 10.7498/aps.67.20181228
    [18] 周平, 王新强, 周木, 夏川茴, 史玲娜, 胡成华. 第一性原理研究硫化镉高压相变及其电子结构与弹性性质. 物理学报, 2013, 62(8): 087104. doi: 10.7498/aps.62.087104
    [19] 潘志军, 张澜庭, 吴建生. 掺杂半导体β-FeSi2电子结构及几何结构第一性原理研究. 物理学报, 2005, 54(11): 5308-5313. doi: 10.7498/aps.54.5308
    [20] 毕艳军, 郭志友, 孙慧卿, 林 竹, 董玉成. Co和Mn共掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(12): 7800-7805. doi: 10.7498/aps.57.7800
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-08-07
  • 修回日期:  2012-09-08
  • 刊出日期:  2013-02-05

Cr和W掺杂的单层MoS2电子结构的第一性原理研究

  • 1. 江西师范大学物理与通信电子学院, 南昌 330022
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 10904054)、江西省自然科学基金(批准号: 2009GQW008, 2010GZW0028)、江西省光电子与通信重点实验室(江西师范大学)和江西师范大学青年英才培育资助计划资助的课题.

摘要: 采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波赝势方法, 研究了Cr和W掺杂对单层二硫化钼(MoS2)晶体的电子结构性质的影响. 计算结果表明: 当掺杂浓度较高时, W对MoS2的能带结构几乎没有影响, 而Cr的掺杂则影响很大, 表现为能带由直接带隙变为间接带隙, 且禁带宽度减小. 通过进一步分析, 得出应力的产生是导致Cr掺杂的MoS2电子结构变化的最直接的原因.

English Abstract

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