人工晶体学报

作者：张宁宁, 鱼海涛, 刘艳艳, 薛丹

单位：西安科技大学理学院,西安 710600

关键词：二维材料,单层WS2,第一性原理,掺杂,电子结构,光学性质,

WS2凭借独特的物理和化学性质,在电子和光学领域展现出巨大的应用潜力。基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,本文旨在研究单个4d过渡金属原子X(X=Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd)替代掺杂单层WS2的电子结构和光学性质。结果表明,过渡金属原子掺杂后的WS2体系均是放热且稳定的,禁带宽度减小导致电导率增强,电子结构发生显著变化。其中Nb掺杂WS2表现为金属性,Ru掺杂WS2表现为半金属性,Tc、Rh和Pd掺杂WS2诱导了磁性。Nb、Ru、Rh和Pd掺杂WS2体系的介电常数和光折射率增加,掺杂前、后WS2体系均具有良好的透明特性,吸收光谱发生红移,Nb、Ru、Rh掺杂WS2在红外光区的吸收增强,Nb、Rh和Pd在可见光区的吸收增强,特别是Pd掺杂WS2在可见光区吸收效果最佳,在光电探测器方面具有一定应用潜能。

来源：2025年第1期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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