二維過渡金屬硫屬化合物范德瓦爾斯異質結構的電子結構.pdf

1、異質結構已經是現(xiàn)代半導體產業(yè)的基本元素，并在高速電子和光電子器件中扮演著關鍵角色。異質結構不僅能改善層狀二維半導體的固有缺點，而且還能展現(xiàn)出許多新穎的特性。本文基于密度泛函理論，研究了二維過渡金屬硫屬化合物范德瓦爾斯異質結構的電子結構，重點考慮自旋-軌道耦合對電子結構的影響。本研究在晶體管、光電子器件、自旋過濾器件等方面的應用提供理論指導。
　　首先，在 h-BN/石墨烯、MoS2/石墨烯異質結構中，在狄拉克點附近的線性能帶結構被

2、保存，在K點處有一個小的帶隙打開。在半金屬性質石墨烯和半導體h-BN之間形成一個 n型肖特基勢壘。在考慮自旋-軌道耦合的情況下，出現(xiàn)明顯的自旋劈裂現(xiàn)象，并表現(xiàn)為p型摻雜。h-BN/黑磷烯異質結構為n型半導體，單層的h-BN和黑磷烯的半導體性質同樣被保存，在考慮自旋-軌道耦合情況下，沒有出現(xiàn)明顯的自旋劈裂。
　　其次，XT2/黑磷烯(X=Mo、W；T=S、Se、Te)異質結構均表現(xiàn)為半導體性質，而且 XT2和黑磷烯的能帶特性在異質結

3、構中被保存，WSe2/黑磷烯范德瓦爾斯異質結構表現(xiàn)為I型能帶偏移，MoS2/黑磷烯、MoSe2/黑磷烯、MoTe2/黑磷烯、WS2/黑磷烯、WTe2/黑磷烯范德瓦爾斯異質結構為 II型能帶偏移。在考慮自旋-軌道耦合情況下，異質結構都表現(xiàn)很強的自旋劈裂現(xiàn)象。
　　最后，對于MoX2/WX2(X=S、Se、Te)異質結構，在考慮自旋-軌道耦合和電場的情況下，含有相同X原子MoX2/WX2(X=S、Se、Te)范德瓦爾斯異質結構的帶隙和