外尔半金属MoTe2的量子输运性质研究

作     者：王新茹 

作者单位：杭州电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李源

授予年度：2022年

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

主      题：密度泛函理论 非平衡格林函数 外尔半金属 Td-MoTe2 

摘      要：本文研究了第II类外尔半金属T-MoTe的量子输运性质。外尔半金属T-MoTe的导带和价带间存在非闭合接触的外尔点。本研究通过施加压缩应变使其外尔点打开,并使光电流显著增加。这些研究成果对外尔半金属系统输运性质的研究具有重要意义,也为基于T-MoTe材料的新型量子器件特别是光电器件的开发奠定了理论基础。在第一章,本文简要介绍了外尔半金属的研究进展,以及T-MoTe的物理性质和研究现状,指出了研究外尔半金属T-MoTe的重要意义。在第二章,本文介绍了量子输运性质的计算方法和Nanodcal量子输运计算软件。本研究将密度泛函理论与非平衡格林函数结合,研究了T-MoTe异质结系统的输运特性。在第三章,本文研究了压缩应变对T-MoTe异质结光电流效应的调控作用。本研究获得了应变作用下T-MoTe原胞的能带结构、Cu-MoTe-Cu异质结器件的传输特性和光电流。结果显示应变诱导的光电流显示出各向异性,反映了应变对能带(包括外尔点)的调控。当应变沿真空方向施加时,光电流被抑制到几乎为零。相反,在沿输运方向施加应变时,光电流会显著增加。因此我们发现通过调整应变的强度和方向,可以有效地调节基于MoTe材料的器件中的传输特性和光电流大小,这为新型光电器件的开发设计提供了新的选择。在第四章,本文研究了双层T-MoTe系统输运性质的研究。本研究中构造了两种不同堆叠方式的异质结模型,探究了系统输运性质的差异。我们首先分析了两种不同堆叠系统的能带结构和电子透射谱图,之后,进一步分析了AA型堆叠情况下层间距对系统能带结构的影响。首先,对比AA型和AB型两种堆叠系统的能带结构可以发现,两种不同的堆叠方式所对应的能带谱图也有所区别,包括外尔点的分布,并且这种差异可以通过电子透射谱反映。此外,对于AA型堆叠,层间距离改变会破坏原有的外尔点。当层间距减小到一定数值时,还会产生新的外尔点,这为外尔费米子系统输运性质的调控提供了新思路。本文的第五章对所做的工作进行了总结,阐述了其物理意义,并讨论了第II类外尔半金属更深层次的研究思路,分析了其研究前景。