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二维化合物的吸附特性 电子书

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系统地介绍了吸附、掺杂、缺陷等调控方法对二维MoS2和InSe材料电子性质及磁特性的影响,本书的研究成果对基于低维材料电子器件的制备具有非常重要的意义。

内容简介

本书是作者近年来在对二维化合物材料的电子结构、磁特性以及相变的研究基础上撰写而成的,系统地介绍了吸附、掺杂、缺陷等调控方法对二维MoS2和InSe材料的电子性质及磁特性的影响。全书共分七章,前两章介绍了相关材料的研究背景及理论方法。第3章介绍了Au团簇吸附对非缺陷和缺陷单层MoS2结构、电子性质的影响,第4章介绍了反位缺陷对单层MoS2电子和磁学性质的影响,第5章介绍了非金属原子吸附对缺陷单层MoS2磁学性质的影响,第6章介绍了3d过渡金属原子吸附对单层InSe电学和磁学性质的影响,第7章介绍了小分子吸附对单层InSe电学和磁学性质的影响。

本书可供相关低维材料领域的科技工作者参考,也可作为高等院校相关专业的本科生和研究生的参考书。

目录

第1章绪论/ 001

1.1单层二硫化钼(MoS2) 研究进展/ 001

1.1.1石墨烯/ 001

1.1.2二硫化钼(MoS2)/ 002

1.1.3单层MoS2缺陷吸附掺杂研究/ 005

1.2单层硒化铟(InSe) 研究进展/ 007

1.2.1InSe简介/ 007

1.2.2InSe电子结构及性质/ 008

参考文献/ 009



第2章理论方法/ 015

2.1能带理论的三大近似/ 015

2.1.1绝热近似/ 016

2.1.2单电子近似(密度泛函理论)/ 017

2.1.3周期性势场近似(布洛赫定理)/ 020

2.2势与波函数的处理/ 021

2.2.1平面波方法/ 022

2.2.2原子轨道线性组合法/ 023

2.2.3赝势方法/ 024

2.2.4投影缀加波法/ 025

2.3Kohn-Sham方程的自洽求解/ 026

参考文献/ 027



第3章Au团簇吸附对非缺陷和缺陷单层MoS2结构和电子性质的影响/ 029

3.1概述/ 030

3.2计算模型和方法/ 031

3.3结构及电子性质/ 033

3.3.1Aun团簇吸附于非缺陷单层MoS2/ 033

3.3.2Au团簇在单S空位MoS2上的吸附/ 038

3.3.3Au团簇在反位缺陷MoS2上的吸附/ 043

参考文献/ 047



第4章反位缺陷对单层MoS2电子和磁学性质的影响/ 051

4.1概述/ 051

4.2计算方法和模型/ 052

4.3电子及磁学性质/ 054

4.3.1反位缺陷MoS2的电子性质/ 054

4.3.23d过渡金属原子吸附对反位缺陷MoS2的电子及磁学性质的影响/ 056

参考文献/ 060



第5章非金属原子吸附对缺陷单层MoS2磁学性质的影响/ 063

5.1概述/ 063

5.2计算模型和方法/ 064

5.3吸附位置及磁学性质/ 065

5.3.1非金属原子的吸附位置/ 065

5.3.2非金属原子吸附对MoS2磁学及电子性质的影响/ 066

参考文献/ 071



第6章3d过渡金属原子吸附对单层InSe电学和磁学性质的影响/ 074

6.1概述/ 074

6.2计算模型和方法/ 076

6.3稳定性、电学及磁学性质/ 077

6.3.1几何结构和稳定性/ 077

6.3.2电子结构/ 079

6.3.3磁性/ 079

6.3.4能带结构/ 084

参考文献/ 087



第7章小分子吸附对单层InSe电学和磁学性质的影响/ 091

7.1概述/ 091

7.2计算模型和方法/ 093

7.3吸附对电学及磁学性质的影响/ 094

7.3.1CO吸附/ 094

7.3.2H2O吸附/ 096

7.3.3NH3吸附/ 097

7.3.4N2吸附/ 098

7.3.5NO2吸附/ 099

7.3.6NO吸附/ 101

7.3.7O2吸附/ 102

参考文献/ 103

前言/序言

作为二维材料的典型代表,石墨烯已被广泛研究。然而,由于石墨烯的零带隙特征,难以应用于半导体电子器件,人们开始把目光转向其他具有带隙的二维材料。过渡金属硫化物,以MoS2为代表,体材料为间接带隙,而单层结构则为直接带隙。大多数二维过渡金属硫化物的带隙在1~2eV之间,在光电子器件、太阳能器件的制备中具有广阔的应用前景,因此对二维过渡金属硫化物的电子及磁性质进行调控成为研究热点。

最近,Ⅲ-Ⅵ族化合物因其优异的性能吸引了众多研究者的注意。除了拥有二维过渡金属硫化物的优越性能,例如超高表面体积比、与柔性器件的高度兼容性等,二维Ⅲ-Ⅵ族化合物还有优于二维过渡金属硫化物的性能,比如高载流子迁移率、p型电子行为、高电荷密度等,这些卓越的性能使二维Ⅲ-Ⅵ族化合物也成为纳米电子学领域的热点材料。

本书首先介绍了二维过渡金属硫化物和Ⅲ-Ⅵ族化合物的研究背景,然后对计算中用到的相关理论基础做了介绍。后面的章节主要介绍了笔者近年来的研究结果,主要包括不同种类的缺陷对单层MoS2性质的影响,小团簇以及各种杂质原子在单层MoS2表面的吸附;过渡金属原子以及各种小分子的吸附对二维Ⅲ-Ⅵ族化合物InSe结构、电学和磁学性质的影响等。

本书是笔者近年来对二维MoS2和InSe材料体系的电子结构和磁性质的研究基础上撰写而成的。

本书的相关研究和分析工作得到了河南科技大学的大力支持。本书的出版得到了国家自然科学基金(61874160,11404096)、河南省高等学校青年骨干教师培养计划(2017GGJS067)、河南科技大学博士科研启动基金的资助。在此表示深深的感谢。

本书在撰写过程中参考的相关文献,已在每章后列出,在此,对相关学者表示衷心的感谢。由于笔者水平有限,书中难免存在不当之处,敬请专家学者和读者批评指正。



琚伟伟

2019年6月

【关键词】 化学工业   工业技术  

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