新型二维材料的电子结构及光学性质的理论研究

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二维材料因其新奇的物理性质在电子器件、气体存储与分离、催化剂、高性能传感器等领域有巨大的应用潜力。本文构建了基于锑烯的异质结构,利用第一性原理方法研究了双轴应变对异质结电子结构的影响;此外还利用CALYPSO软件预测了碘化物BiI3和YI3的二维结构,研究了其力学性质,电子结构和光学特性等。所得主要结论如下:  一、研究了基于锑烯的三种异质结构(G/Sb,h-BN/Sb,As/Sb)的基态性质和双轴应变下电子结构的变化。结果表明: h-BN/Sb范德华异质结在应力下能实现从间接带隙到直接带隙的转变,并且带隙值先从0.13 eV增大到1 eV然后逐渐减小;同时As/Sb结构在应双轴应变下实现了从半导体向半金属的转变,实现了从1 eV-0 eV的连续带隙调制对应近红外和远红外的光谱范围,在红外探测,光电,热电领域中将有重要的应用。  二、利用CALYPSO软件预测了二维层状材料YI3和BiI3,其声子谱计算表明:二维材料BiI3是动力学稳定的,而YI3是动力学不稳定的。采用HSE06+SOC方法计算了BiI3的光学吸收特性,结果表明BiI3在可见光范围有良好的光学响应且具有较高的光吸收系数。
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