編號：CYYJ03835
篇名：過渡金屬元素X(X=Mo, Tc, Ru)摻雜單層GaS的第一性原理研究
作者：周騰 錢國林 梁前 陳蓉 黃思麗 謝泉
關(guān)鍵詞： 第一性原理 GAS 摻雜 光學(xué)性質(zhì)
機(jī)構(gòu)： 貴州大學(xué)大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院新型光電子材料與技術(shù)研究所
摘要： 近年來,二維GaS由于其優(yōu)異的性質(zhì)引起了科研人員的關(guān)注.基于密度泛函理論計算了過渡金屬元素X(X=Mo, Tc, Ru)摻雜單層二維GaS的電子結(jié)構(gòu)、磁性性質(zhì)及光學(xué)性質(zhì).計算結(jié)果表明:單層GaS材料為間接帶隙的非磁性半導(dǎo)體,在對S位點(diǎn)進(jìn)行替位式摻雜后,Ga-rich和S-rich條件的形成能均為正數(shù),導(dǎo)致過渡金屬元素Mo、Tc和Ru不能自發(fā)地進(jìn)入進(jìn)入單層GaS材料中.所有摻雜體系都引入了雜質(zhì)能級,雜質(zhì)能級主要由摻雜原子的4d軌道貢獻(xiàn).摻雜后所有體系的帶隙都有所減小,上自旋和下自旋的能帶結(jié)構(gòu)不再對稱,使得Mo摻雜體系呈現(xiàn)半金屬鐵磁性,Tc和Ru摻雜體系呈磁性半導(dǎo)體特性,Mo、Tc和Ru摻雜后的總磁矩分別為4μB, 3μB和2μB,磁矩主要由摻雜原子的局域磁矩產(chǎn)生.摻雜后單層GaS的靜介電常數(shù)得到提高,吸收譜出現(xiàn)紅移,在可見光區(qū)和近紅外區(qū)的吸收系數(shù)變大,對可見光的利用率增強(qiáng)。
