mos2基超晶格的量子阱結(jié)構(gòu)

1、題目：MoS2基超晶格的量子阱結(jié)構(gòu),答 辯 人 ：XXX專業(yè)班級(jí)：應(yīng)用物理131指導(dǎo)老師：XXX,MoS2基超晶格的量子阱結(jié)構(gòu),一、研究背景二、研究方法三、研究?jī)?nèi)容四、總結(jié),一、研究背景,超晶格（superlattice）材料是兩種不同組員以幾個(gè)納米到幾十個(gè)納米的薄層交替生長(zhǎng)并保持嚴(yán)格周期性的多層膜，如圖（a）所示，A和B分別代表一種薄層材料。,組成超晶格的材料需要滿足兩個(gè)基本條件：（1）兩種材料具有不同的能隙寬度（2）

2、兩種材料具有相近的晶格常數(shù)。,,,一、研究背景,超晶格的應(yīng)用：制作高性能紅外焦平面成像陣列、紅外相機(jī)、激光器等,,超晶格量子阱的制備方法：分子束外延、脈沖激光沉積或者金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積。超晶格量子阱有許多普通半導(dǎo)體中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的有用性質(zhì)應(yīng)用十分廣泛。,,一、研究背景,,制備量子阱的限制：制備技術(shù)要求納米尺度，化學(xué)方法系統(tǒng)復(fù)雜，薄膜生長(zhǎng)速度和生長(zhǎng)面積也受到一定的限制，而且相對(duì)比較昂貴。,一、研究背景,近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的二維過(guò)渡金屬硫化物材料（

3、如圖）種類繁多，且晶格常數(shù)相似，所以它們滿足組建超晶格的條件，把它們一層層摞起來(lái)就形成了超晶格，這種方法要便宜的多。,2、計(jì)算軟件,1、 計(jì)算方法,主要使用MS軟件，這是一種可視的，可以建立模型，并且可以對(duì)模型優(yōu)化和研究模型電子性質(zhì)的一款軟件。,二、研究方法,主要運(yùn)用基于密度泛函理論的第一性原理。這是一種研究多電子體系電子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)方法。,,,,,構(gòu)建結(jié)構(gòu),晶格優(yōu)化,能帶結(jié)構(gòu),三、研究?jī)?nèi)容,1、幾何結(jié)構(gòu)2、電子性質(zhì)的研究3、應(yīng)力

4、對(duì)能帶結(jié)構(gòu)的調(diào)控,,,1、計(jì)算模型的建立,構(gòu)造MoS2為基的超晶格(MoS2/WS2、MoS2/MoSe2、MoS2/WSe2)每種如圖都有三種結(jié)構(gòu)超晶格三種結(jié)構(gòu)(MoS2/WSe2為例)（a）W原子核Mo原子對(duì)齊（b）Se原子核Mo原子對(duì)齊（c）W原子核S原子對(duì)齊,,,2、電子性質(zhì)的研究（晶格優(yōu)化）,MoS2/MoSe2,MoS2/WS2,MoS2/WSe2,,,能帶結(jié)構(gòu),能帶結(jié)構(gòu)對(duì)比MoS2/MoSe2超晶格三種結(jié)構(gòu)的

5、能帶結(jié)構(gòu),能帶結(jié)構(gòu)對(duì)比,MoS2/WS2超晶格三種結(jié)構(gòu)的能帶結(jié)構(gòu),能帶結(jié)構(gòu)對(duì)比,MoS2/WSe2超晶格三種結(jié)構(gòu)的能帶結(jié)構(gòu),3、不同應(yīng)力的調(diào)控,施加雙軸應(yīng)力 通過(guò)改變晶格常數(shù)的方法來(lái)施加應(yīng)力，應(yīng)變定義式如下選取超晶格中的MoS2／MoSe2和MoS2／WS2 施加應(yīng)力,,兩種結(jié)構(gòu)的帶隙值隨應(yīng)力變化圖,結(jié)論,1、施加壓應(yīng)力先增加后單調(diào)減小2、施加張應(yīng)力單調(diào)減小3、超晶格對(duì)應(yīng)力響應(yīng)相似,帶隙隨應(yīng)力的變化,選取MoS2／Mo

6、Se2超晶格——施加張應(yīng)力,分別施加2%和4%的張應(yīng)力 右圖為能帶結(jié)構(gòu),施加壓應(yīng)力,分別施加間隔2%壓應(yīng)力 如圖分別為4%、8%、12%的能帶結(jié)構(gòu),四、總結(jié),2、由三種超晶格不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的能帶結(jié)構(gòu)可以看出，它們大多數(shù)都為半導(dǎo)體。且?guī)恫顒e較大。由此得出結(jié)構(gòu)對(duì)于帶隙的影響較大。,3、通過(guò)施加面內(nèi)雙軸應(yīng)變，帶隙都會(huì)隨應(yīng)變的變化而變化。由此得出結(jié)論應(yīng)變?cè)谝欢ǚ秶鷥?nèi)可以有效調(diào)控能帶。,1、在晶格優(yōu)化的過(guò)程中，MoS2/MoSe2