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原子替位掺杂对单层Janus WSeTe电子结构的影响

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物理学报 2021年第9期70卷 315-322页

作者：张德贺周文哲李奥林欧阳方平中南大学物理与电子学院长沙410012 中南大学粉末冶金研究院粉末冶金国家重点实验室长沙410083 新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046

基于第一性原理计算系统地研究了氮族、卤族和3d过渡金属元素(Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co)替位掺杂对单层Janus过渡金属硫族化合物WSeTe电子结构的影响.通过对能带结构、电荷转移以及磁性的分析,发现氮(卤)族原子替位掺杂单层WSeTe会发生本... 详细信息

基于第一性原理计算系统地研究了氮族、卤族和3d过渡金属元素(Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co)替位掺杂对单层Janus过渡金属硫族化合物WSeTe电子结构的影响.通过对能带结构、电荷转移以及磁性的分析,发现氮(卤)族原子替位掺杂单层WSeTe会发生本征半导体-p (n)型半导体的转变, Ti, V原子替位掺杂单层WSeTe会发生半导体-金属的转变.由于电荷转移以及氮族原子掺杂时价带顶的能带杂化现象,卤族和氮族非金属元素掺杂时价带顶G点附近的Rashba自旋劈裂强度在同一主族随着掺杂原子原子序数的增大而增大. 3d过渡金属元素掺杂会产生能谷极化和磁性,其中Cr, Mn原子替位掺杂会产生高于100 meV的能谷极化,并且Cr,Mn, Fe元素掺杂在禁带中引入了电子自旋完全极化的杂质能级.研究结果对系统地理解单层WSeTe掺杂模型的性质具有重要意义,可以为基于单层WSeTe的电子器件设计提供理论参考.

关键词：第一性原理计算 Janus WSeTe 替位掺杂

NiO替位掺杂对（Mg_xCo_（1－x））O系材料的影响

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华中理工大学学报 1994年第1X期22卷 107-110页

作者：周东祥黎步银龚树萍吕文中华中理工大学固体电子学系

用ＮｉＯ替位掺杂对（Ｍｇ＿ｘＣｏ＿（１－ｘ））Ｏ系氧敏材料的性能进行了研究，通过测量样品在不同氧分压条件下的高温平衡电导，以及用ＸＲＤ，ＳＥＭ，差热分析等手段对样品进行了分析。实验发现替位掺杂的ＮｉＯ强烈地影响材料的... 详细信息

用ＮｉＯ替位掺杂对（Ｍｇ＿ｘＣｏ＿（１－ｘ））Ｏ系氧敏材料的性能进行了研究，通过测量样品在不同氧分压条件下的高温平衡电导，以及用ＸＲＤ，ＳＥＭ，差热分析等手段对样品进行了分析。实验发现替位掺杂的ＮｉＯ强烈地影响材料的稳定性、缺陷结构及微观结构等．

关键词：氧敏材料阳离子缺位替位掺杂氧分压

不同掺杂浓度Lu掺杂GaN电子结构和光学性质的第一性原理研究

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光学学报 2024年第9期44卷 182-190页

作者：付莎莎肖清泉唐华姚云美邹梦真叶建峰谢泉贵州大学大数据与信息工程学院新型光电子材料与技术研究所贵州贵阳550025

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了本征GaN和不同Lu掺杂浓度(原子数分数)Ga1-xLuxN(x=0.0625、0.125、0.1875、0.25)体系的电子结构和光学性质,研究了掺杂浓度为12.5%和18.75%时相同掺杂量下不同空间有序占位体... 详细信息

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了本征GaN和不同Lu掺杂浓度(原子数分数)Ga1-xLuxN(x=0.0625、0.125、0.1875、0.25)体系的电子结构和光学性质,研究了掺杂浓度为12.5%和18.75%时相同掺杂量下不同空间有序占位体系结构的稳定性。计算结果表明:掺杂后体系晶格参数均有所增大,Lu的掺入诱导了浅能级杂质,使掺杂后体系带隙较本征带隙(3.40 eV)小;与本征GaN相比,掺杂体系的静介电常数均增加,当掺杂浓度为25%时,静介电常数增大为5.42,介电函数虚部和吸收谱往低能方向移动,发生了红移现象,吸收光谱范围增大,最终GaN的光催化性能得到提升。

关键词：材料氮化镓替位掺杂电子结构光学性质

不同浓度稀土元素Lu掺杂GaN电子结构和光学性质的第一性原理研究

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光学学报 2024年

作者：付莎莎肖清泉唐华姚云美邹梦真叶建峰谢泉贵州大学大数据与信息工程学院新型光电子材料与技术研究所

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法，计算了本征GaN和不同浓度Lu掺杂Ga1-xLuxN(x=0.0625、0.125、0.1875、0.25)体系的电子结构和光学性质，研究了当浓度为12.5%和18.75%时相同掺杂量不同空间有序占位体系结构的稳定性... 详细信息

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法，计算了本征GaN和不同浓度Lu掺杂Ga1-xLuxN(x=0.0625、0.125、0.1875、0.25)体系的电子结构和光学性质，研究了当浓度为12.5%和18.75%时相同掺杂量不同空间有序占位体系结构的稳定性。计算结果表明：掺杂后体系晶格参数均有所增大，由于Lu的掺入诱导了浅能级杂质，使掺杂后体系带隙较本征带隙(3.40 eV)均减小；与本征GaN相比，掺杂体系静介电常数均增加，当浓度为25%时，提高为5.42，介电函数虚部和吸收谱往低能方向移动，发生了红移现象，扩展了吸收光谱范围，增强了GaN的光催化性能。

关键词： GaN 替位掺杂电子结构光学性质

替位式掺杂的富勒烯分子C_(77)X(X=B,N原子)的非线性光学性质

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物理学报 1999年第11期48卷 2042-2050页

作者：朱建奇董锦明万贤刚江苏教育学院物理系南京210013 南京大学固体微结构物理国家重点实验室物理系南京210093

采用推广的Ｓｕ Ｓｃｈｒｉｅｆｆｅｒ Ｈｅｅｇｅｒ模型和ｓｕｍｏｖｅｒｓｔａｔｅ方法计算了掺杂的富勒烯分子Ｃ７７Ｘ（Ｘ＝Ｂ或Ｎ原子）的三阶非线性极化率 γ．计算结果表明：１）与Ｃ７８相比，各Ｃ７... 详细信息

采用推广的Ｓｕ Ｓｃｈｒｉｅｆｆｅｒ Ｈｅｅｇｅｒ模型和ｓｕｍｏｖｅｒｓｔａｔｅ方法计算了掺杂的富勒烯分子Ｃ７７Ｘ（Ｘ＝Ｂ或Ｎ原子）的三阶非线性极化率 γ．计算结果表明：１）与Ｃ７８相比，各Ｃ７７Ｘ分子的三阶非线性极化率γ的静态值均有不同程度的提高（３ —４０倍）；２）Ｃ７７Ｘ的非线性动态光学响应不仅与掺杂原子有关，还与异构体种类和掺杂位置有关．

关键词：非线性光学替位掺杂富勒烯分子 C77X

二维异质结构的I、II、III能带特性综述

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物理化学进展 2024年第2期13卷 225-234页

作者：何文海上海理工大学理学院上海

自从石墨烯的成功剥离以来,二维材料深受电子科技产品的欢迎。随着技术的进步,单一的二维材料的电子性质已不满足现在的需求。随之而来的是通过各种方法来调控材料的电子性质扩展其应用范围。其中构建异质双层结构是一种有效的方法,它... 详细信息

自从石墨烯的成功剥离以来,二维材料深受电子科技产品的欢迎。随着技术的进步,单一的二维材料的电子性质已不满足现在的需求。随之而来的是通过各种方法来调控材料的电子性质扩展其应用范围。其中构建异质双层结构是一种有效的方法,它可以保留原有材料的优点,甚至产生新的电子性质。构建的异质双层结构所展现的I、II、III型能带特性使得我们在调控其电子性质时可以选择有效的方法。本文对三种能带特性材料以及其电子性质的调控方法进行了综述。

关键词：二维材料异质结构能带特性应力电场替位掺杂

掺杂及形成异质结对单层WS2电子结构和光电效应的影响

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掺杂及形成异质结对单层WS2电子结构和光电效应的影响

作者：袁秋明江西理工大学

学位级别：硕士

过渡金属硫族化合物(TMDCs)因其优异的电学、磁学和光学性能而受到研究人员的青睐。作为过渡金属硫族化合物中的一员,WS拥有与石墨烯相似的蜂窝状结构,宽带隙,高电子迁移率和高表面体积比,及其它实验和理论研究上表现出的良好的物理特性... 详细信息

过渡金属硫族化合物(TMDCs)因其优异的电学、磁学和光学性能而受到研究人员的青睐。作为过渡金属硫族化合物中的一员,WS拥有与石墨烯相似的蜂窝状结构,宽带隙,高电子迁移率和高表面体积比,及其它实验和理论研究上表现出的良好的物理特性,广泛应用于场效应晶体管、光电子器件等领域,成为目前较为热门的材料之一。替位掺杂及构建异质结是改善材料特性的重要方法,能够增加材料的应用范围。因此,本文基于第一性原理,使用替位掺杂及构建异质结的方法来改善单层2H-WS的性能。具体研究内容如下:(1)研究N、P、As、Sb这四种原子分别掺杂单层2H-WS的声子谱及电子结构。首先,计算了N、P、As、Sb这四种原子掺杂单层2H-WS的声子谱,表明这四种掺杂体系的热力学稳定性。同时对掺杂前后的电子结构进行对比,可以发现N、P、As、Sb分别掺杂单层2H相WS的禁带宽度都会减小,其中,N掺杂体系的禁带宽度更窄,并使N掺杂WS体系呈现出p型半导体的特征,P、As、Sb这三种掺杂体系则使禁带宽度小幅度缩小,并且这三种掺杂体系的价带都会穿过费米能级,P、As、Sb分别掺杂单层2H相WS也呈现p型半导体的特征,所以N、P、As、Sb这四种原子为p型掺杂剂。(2)研究N、P、As、Sb这四种原子分别掺杂单层2H-WS对光电效应的影响。结果显示,这四种原子的替位掺杂均能有效加强单层2H-WS的光电效应,且N体系表现最佳,可以获得最大光电流和最高偏振灵敏度。此外,我们还进一步研究了替位掺杂对单层2H-WS光电效应的调控机制。(3)研究了单层Mo Se-WS横向异质结中的光电效应。通过计算Mo Se-WS横向异质结的差分电荷密度来说明共价键连接的稳定性,并且计算其能带结构,发现Mo Se-WS横向异质结呈现导体的特征。在几乎涵盖整个可见光的范围内,能够观察到明显的光电效应,并在2.8e V处取得峰值光电流,这是源于构建异质结降低了材料的空间反演对称性和缩小了禁带宽度。通过分析单层Mo Se-WS横向异质结的总态密度,进一步验证了我们的结果。

关键词： WS2 第一性原理替位掺杂异质结光电效应电子结构

掺杂和空位缺陷对单层2H-MoTe2电子结构和光电效应的影响

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掺杂和空位缺陷对单层2H-MoTe2电子结构和光电效应的影响

作者：赵书亮江西理工大学

学位级别：硕士

过渡金属硫族化合物（TMDCs）由于其合适的层状结构,打开的带隙以及在光学和电学方面表现的优异特性,因此作为二维材料的一种备选而深受研究者的青睐。Mo Te是过渡金属硫族化合物中的重要一员,和石墨烯一样具有蜂窝状结构,层与层之间由... 详细信息

过渡金属硫族化合物（TMDCs）由于其合适的层状结构,打开的带隙以及在光学和电学方面表现的优异特性,因此作为二维材料的一种备选而深受研究者的青睐。Mo Te是过渡金属硫族化合物中的重要一员,和石墨烯一样具有蜂窝状结构,层与层之间由较弱的范德瓦尔斯力结合而成,在工程中可以采用多种方法制备单层Mo Te。且其禁带宽度远小于过渡金属硫族化合物中大部分的其他成员的禁带宽度。不仅使其在二维材料中有广泛的应用,在光电探测领域也有很大的应用前景。因此,本文基于第一性原理,使用替位掺杂和空位缺陷的方法改变2H-Mo Te的能带结构,从而影响其电学和光学性能。具体研究如下:（1）研究了单层2H-Mo Te中1个Te原子、2个Te原子和1个Mo原子空位缺陷下的声子谱、电子结构、光电效应。本征、三种空位缺陷单层2H-Mo Te都不具有虚频,表明四种结构具有热力学稳定性。三种空位缺陷的能带结构图与本征2H-Mo Te电子能带结构相比,发现三种空位缺陷都能使禁带宽度减小,2个Te原子空位缺陷使得2H-Mo Te的能带直接穿过费米能级,转变为金属特性。光电效应表明三种空位缺陷都显著地提升了单层2H-Mo Te器件的光电流。2Te空位表现为最为优异,不仅获得最大光电流,在整个计算光子能量范围内存在多个峰值,且这些峰值普遍大于其他两种空位缺陷的最大光电流值。（2）研究Nb、Ti和W三种原子分别替位掺杂Mo原子,计算了本征和替位掺杂的能带结构。结果显示替位掺杂使得2H-Mo Te的价带和导带都向费米能级处偏移,减小了2H-Mo Te的带隙,且Nb原子替位使得2H-Mo Te能带穿过费米能级,呈现金属特性。计算了四种结构体系的光电效应,表明三种替位掺杂都可以有效提升单层2H-Mo Te器件的光电流。且Nb替位掺杂表现最佳,获得了最大的光电流和消光比,我们进一步通过电子透射谱和能带结构分析了三种不同掺杂对单层2H-Mo Te光电效应影响的微观机制。

关键词： MoTe2 第一性原理空位缺陷替位掺杂光电效应电子结构

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掺杂对双层黑磷烯磁性及其吸附钠的影响

福建师范大学学报（自然科学版） 2023年第2期39卷 69-79页

作者：李嘉欣陈伟凌林贤钟克华福建省量子调控与新能源材料重点实验室福建省师范大学物理与能源学院福建省先进高场超导材料与工程创新协同中心福建福州350117

采用第一性原理计算方法研究B、C、N、O、F、Al、Si和S替位掺杂对双层黑磷烯磁性及其吸附钠原子能力的影响.结果显示,O和F较易掺入黑磷烯;O、S、C、Si和F掺杂可诱导黑磷烯的磁性;S、C、Si和F掺杂导致黑磷烯由半导体性转为金属性,而B、N... 详细信息

采用第一性原理计算方法研究B、C、N、O、F、Al、Si和S替位掺杂对双层黑磷烯磁性及其吸附钠原子能力的影响.结果显示,O和F较易掺入黑磷烯;O、S、C、Si和F掺杂可诱导黑磷烯的磁性;S、C、Si和F掺杂导致黑磷烯由半导体性转为金属性,而B、N、O和Al掺杂只减小其带隙未改变其半导体性;杂元素的掺入可增强黑磷烯对钠的吸附能力.研究表明合适的杂元素掺入可有效调控黑磷烯的磁性和带隙宽度,提升其吸附钠的能力.

关键词：双层黑磷烯替位掺杂吸附第一性原理计算