mos2基超晶格的量子阱結構

1、題目：MoS2基超晶格的量子阱結構,答 辯 人 ：XXX專業(yè)班級：應用物理131指導老師：XXX,MoS2基超晶格的量子阱結構,一、研究背景二、研究方法三、研究內容四、總結,一、研究背景,超晶格（superlattice）材料是兩種不同組員以幾個納米到幾十個納米的薄層交替生長并保持嚴格周期性的多層膜，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,超晶格的應用：制作高性能紅外焦平面成像陣列、紅外相機、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化學氣相沉積。超晶格量子阱有許多普通半導體中沒有發(fā)現(xiàn)的有用性質應用十分廣泛。,,一、研究背景,,制備量子阱的限制：制備技術要求納米尺度，化學方法系統(tǒng)復雜，薄膜生長速度和生長面積也受到一定的限制，而且相對比較昂貴。,一、研究背景,近年來發(fā)現(xiàn)的二維過渡金屬硫化物材料（

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就形成了超晶格，這種方法要便宜的多。,2、計算軟件,1、 計算方法,主要使用MS軟件，這是一種可視的，可以建立模型，并且可以對模型優(yōu)化和研究模型電子性質的一款軟件。,二、研究方法,主要運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構的量子力學方法。,,,,,構建結構,晶格優(yōu)化,能帶結構,三、研究內容,1、幾何結構2、電子性質的研究3、應力

4、對能帶結構的調控,,,1、計算模型的建立,構造MoS2為基的超晶格(MoS2/WS2、MoS2/MoSe2、MoS2/WSe2)每種如圖都有三種結構超晶格三種結構(MoS2/WSe2為例)（a）W原子核Mo原子對齊（b）Se原子核Mo原子對齊（c）W原子核S原子對齊,,,2、電子性質的研究（晶格優(yōu)化）,MoS2/MoSe2,MoS2/WS2,MoS2/WSe2,,,能帶結構,能帶結構對比MoS2/MoSe2超晶格三種結構的

5、能帶結構,能帶結構對比,MoS2/WS2超晶格三種結構的能帶結構,能帶結構對比,MoS2/WSe2超晶格三種結構的能帶結構,3、不同應力的調控,施加雙軸應力 通過改變晶格常數(shù)的方法來施加應力，應變定義式如下選取超晶格中的MoS2／MoSe2和MoS2／WS2 施加應力,,兩種結構的帶隙值隨應力變化圖,結論,1、施加壓應力先增加后單調減小2、施加張應力單調減小3、超晶格對應力響應相似,帶隙隨應力的變化,選取MoS2／Mo

6、Se2超晶格——施加張應力,分別施加2%和4%的張應力 右圖為能帶結構,施加壓應力,分別施加間隔2%壓應力 如圖分別為4%、8%、12%的能帶結構,四、總結,2、由三種超晶格不同結構形態(tài)的能帶結構可以看出，它們大多數(shù)都為半導體。且?guī)恫顒e較大。由此得出結構對于帶隙的影響較大。,3、通過施加面內雙軸應變，帶隙都會隨應變的變化而變化。由此得出結論應變在一定范圍內可以有效調控能帶。,1、在晶格優(yōu)化的過程中，MoS2/MoSe2