人工晶体学报

作者：宁博, 张国欣, 闫冰, 赵杨, 石轩, 赵洪泉

单位：1.重庆邮电大学光电工程学院,重庆 400065; ；2.中国科学院重庆绿色智能技术研究院,重庆 400714

关键词：二维材料,WS2,第一性原理,Y掺杂,电子结构,光学性质,光电器件,

基金：国家自然科学基金面上项目(61775214);重庆市自然科学基金重点项目(cstc2019jcyj-zdxmX0003);重庆市自然科学基金面上项目(cstc2019jcyj-msxmX0387);重庆英才(CQYC202002064)

WS2由于其优异的物理和光电性质引起了广泛关注。本研究基于第一性原理计算方法,探索了本征单层WS2及不同浓度W原子替位钇(Y)掺杂WS2的电子结构和光学特性。结果表明本征单层WS2为带隙1.814 eV的直接带隙半导体。进行4%浓度(原子数分数)的Y原子掺杂后,带隙减小为1.508 eV,依旧保持着直接带隙的特性,随着Y掺杂浓度的不断增大,掺杂WS2带隙进一步减小,当浓度达到25%时,能带结构转变为0.658 eV的间接带隙,WS2表现出磁性。适量浓度的掺杂可以提高材料的导电性能,且掺杂浓度增大时,体系依旧保持着透明性并且在红外光和可见光区对光子的吸收能力、材料的介电性能都有着显著提高。本文为WS2二维材料相关光电器件的研究提供了理论依据。

来源：2022年第4期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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