MoS2基超晶格的量子阱结构.pptx

题目：MoS2基超晶格的量子阱结构,答 辩 人 ：XXX 专业班级：应用物理131 指导老师：XXX,MoS2基超晶格的量子阱结构,一、研究背景 二、研究方法 三、研究内容 四、总结,一、研究背景,超晶格（superlattice）材料是两种不同组员以几个纳米到几十个纳米的薄层交替生长并保持严格周期性的多层膜，如图（a）所示，A和B分别代表一种薄层材料。,组成超晶格的材料需要满足两个基本条件： （1）两种材料具有不同的能隙宽度 （2）两种材料具有相近的晶格常数。,一、研究背景,超晶格的应用：制作高性能红外焦平面成像阵列、红外相机、激光器等,超晶格量子阱的制备方法：分子束外延、脉冲激光沉积或者金属有机化学气相沉积。 超晶格量子阱有许多普通半导体中没有发现的有用性质应用十分广泛。,一、研究背景,制备量子阱的限制：制备技术要求纳米尺度，化学方法系统复杂，薄膜生长速度和生长面积也受到一定的限制，而且相对比较昂贵。,一、研究背景,近年来发现的二维过渡金属硫化物材料（如图）种类繁多，且晶格常数相似，所以它们满足组建超晶格的条件，把它们一层层摞起来就形成了超晶格，这种方法要便宜的多。,2、计算软件,1、 计算方法,主要使用MS软件，这是一种可视的，可以建立模型，并且可以对模型优化和研究模型电子性质的一款软件。,二、研究方法,主要运用基于密度泛函理论的第一性原理。这是一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法。,构建结构,晶格优化,能带结构,三、研究内容,1、几何结构 2、电子性质的研究 3、应力对能带结构的调控,1、计算模型的建立,构造MoS2为基的超晶格(MoS2/WS2、MoS2/MoSe2、MoS2/WSe2) 每种如图都有三种结构超晶格三种结构 (MoS2/WSe2为例) （a）W原子核Mo原子对齐 （b）Se原子核Mo原子对齐 （c）W原子核S原子对齐,2、电子性质的研究（晶格优化）,MoS2/MoSe2,MoS2/WS2,MoS2/WSe2,能带结构,能带结构对比 MoS2/MoSe2超晶格三种结构的能带结构,能带结构对比,MoS2/WS2超晶格三种结构的能带结构,能带结构对比,MoS2/WSe2超晶格三种结构的能带结构,3、不同应力的调控,施加双轴应力 通过改变晶格常数的方法来施加应力，应变定义式如下 选取超晶格中的MoS2MoSe2和MoS2WS2 施加应力,两种结构的带隙值随应力变化图,结论,1、施加压应力先增加后单调减小 2、施加张应力单调减小 3、超晶格对应力响应相似,带隙随应力的变化,选取MoS2MoSe2超晶格施加张应力,分别施加2%和4%的张应力 右图为能带结构,施加压应力,分别施加间隔2%压应力 如图分别为4%、8%、12%的能带结构,四、总结,2、由三种超晶格不同结构形态的能带结构可以看出，它们大多数都为半导体。且带隙差别较大。由此得出结构对于带隙的影响较大。,3、通过施加面内双轴应变，带隙都会随应变的变化而变化。由此得出结论应变在一定范围内可以有效调控能带。,1、在晶格