单层和三层MoS2电子结构和光学性能的第一性原理研究

作     者：樊志琴 张俊峰 李瑞 

作者机构：河南工业大学理学院 

出 版 物：《功能材料与器件学报》 (Journal of Functional Materials and Devices)

年 卷 期：2024年第3期

页      面：120-125页

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：2024年河南省研究生精品在线课程项目(YJS2024ZX15) 河南工业大学2023年度研究性教学课程(2023YJXJX-38) 教育部高等学校物理学类专业教学指导委员会教改研究课题(JZW-23-GT-09) 

主　　题：MoS2 第一性原理计算 电子结构 光学性质 

摘      要：本文利用第一性原理，研究了单层和三层MoS2的电子结构和光学性能，包括电子能带结构，以及能量在0-15eV区域内的介电常数、吸收谱、折射率和电子能量损失谱。在态密度上，两者的导带在高能量部分有区别。平衡状态下，单层MoS2在平行于层方向（Ex）和垂直于层方向（Ez）的介电常数分别为6.69和3.89,三层MoS2介电常数分别为15.01和8.39。单层MoS2的介电常数曲线比三层的介电常数曲线具有精细结构。在0～6eV能量范围内，介电常数具有高度的各向异性。当能量大于7eV时，介电常数变为各向同性。在Ex方向上，单层和三层MoS2在可见光区位置处都有一吸收峰；单层MoS2对近紫外更敏感，而三层MoS2对远紫外更敏感。随着层数的增加，折射率增大。单层和三层MoS2消光系数在近紫外区的峰值都大于在远紫外区的峰值。通过电子能量损失谱可以看出随着层数的增加，峰值的位置越来越往高频区域移动。