《無序雜質對單層二硫化鉬電子結構及輸運性質的影響》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由李偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：無序雜質對單層二硫化鉬電子結構及輸運性質的影響
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李偉
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
單層的二硫化鉬（MoS_2）是一種類石墨烯的無機二維層狀材料，不同於其體材料，它是禁頻寬度為1.8eV的直接帶隙半導體。由於其獨特的電學、棗影辨光學等性質，在納米電子學、光電子學等領域將具有非常重要的套用價值。 本項目研究無序雜質（空位、替代雜質及化學吸附基團等）對單層二硫化鉬的電子結構和量子輸運性質的影響。 這些效應的研究對設計高效率的電子器件具有非常姜享籃重要的意義。首先，利用我們發展完善的Lanczos計算方法與第一性原理方法模擬相結合，提出能夠精確描述二硫化鉬的實空間（動量空格察糠間）緊束縛模型的哈密頓量。進少厚乘而在實空間和動量空間進行大尺寸的精確數值模擬，計算雜質對體系的態密度、準粒子譜函式等性質的影響，並模擬其能帶結構、準粒子能量色散關係，研究雜質散射對帶隙的調製機制。此外，我們還將結合單參數標度理論和嚴格對角化的方法，分析雜質散射帶來的局域化效應及其對輸運性質的影響。
結題摘要
我們利用自行發展的大規模精確數值模擬方法LMTB（Lanczos Method on Tight -Binding model）系統研究了單層二硫化鉬體系中的無序效應（空位、吸附原子）。不同於零帶隙的單層石墨烯材料，具有主灶殼采1.8eV直接帶隙的單層二硫化鉬具有天然的電子學優勢，實驗上也已經製備出了利用單層二硫化鉬作為通道材料製造出了具有高電流開關比、高電子遷移率、超低待機功耗的場效應管。此外，在單層二硫化鉬中第一次實現了谷極化，這一結果對谷電子學（Valleytronics）以及相關的自旋電子學（Spintronics）的發展具有極其重要的意義。我們通過對第一性原理計算得到的能帶結構進行數值模擬束只得到可以用於大規模數值計算的緊束縛格點哈密頓量，進一步分別在動量空間和實空間對無序調控的電子結構作了計算，並將所得結果用於討論這一體系中的局域化性質。通過對實空間波函式的模擬，進一步得到了雜質帶中共振能級和雜質濃度的關係，從而這一機制歸結為雜質原子的多重散射效應。最後，對輸運性質的計算結果表明，通過調控雜質濃度以及吸附構型可以實現對二硫化鉬體系輸運性質的精確調控。除此之外，我們也研究了無序調控的二硫化鉬條帶中的自旋—谷極化效應。通過對電導等物理量的具體計算，討論自旋—谷極化在什麼條件下會被破壞。這些結果不僅闡明了二硫化鉬體系中無序現象的物理機制，也對其在器件套用中有重要指導意義。籃企熱碑
