Elektronische und magnetische Eigenschaften von defektem Monolayer WSe2 mit Leerstellen

Einführung

Im Gegensatz zu lückenlosem Graphen [1, 2] haben halbleitende Übergangsmetalldichalkogenid(TMD)-Monoschichten mit einer Bandlücke von 1~2 eV [3,4,5,6] überlegene Vorteile in den Bereichen Katalysator, Elektronik und Optoelektronik, da ihre einzigartigen chemischen, optischen und elektronischen Eigenschaften [3,4,5,6,7,8,9]. Insbesondere Monolayer WSe₂ ist halbleitend mit einer direkten Bandlücke von ~ 1.6 eV [4, 10,11,12]. Darüber hinaus beträgt die Mobilität des Trägers etwa 250 cm ² . /V und das Ein/Aus-Verhältnis ist höher als 10 ⁶ bei Raumtemperatur [13]. Noch wichtiger ist, Monolayer WSe₂ ist das erste TMD, das ein p-leitendes Verhalten mit Metall mit hoher Austrittsarbeit (Pd) als Kontakten zeigt [13]. Aufgrund dieser neuartigen Eigenschaften ist Monolayer WSe₂ wurde umfassend als vielversprechender Kandidat für die Elektronik und Optoelektronik der Zukunft untersucht [4, 6, 13, 14, 15, 16]. Monolayer WSe₂ ist nicht magnetisch, was seine Anwendung in vielen anderen Bereichen im Zusammenhang mit Magnetismus einschränkt.

Basierend auf den vorangegangenen Studien [17,18,19,20,21,22,23,24,25] beeinflussen strukturelle Defekte die mechanischen, elektronischen und magnetischen Eigenschaften signifikant. Punktdefekt und Leerstellendefekt führen beispielsweise Magnetismus in Graphen ein [19, 20], MoS₂ Monoschicht und BaTiO₃ (001) Dünnfilm [21, 22, 23]. Wuet al. untersuchten die Auswirkungen von Defekten auf die Geräteübertragungsleistung in Monolayer-WSe₂ Tunnel-Feldeffekttransistoren (TFSTs) durch Durchführung der Ab-initio-Berechnung, was darauf hinweist, dass Defekte gut entworfen werden können, um Hochleistungs-TFETs zu erhalten [25]. In der Zwischenzeit wurden strukturelle Defekte in den gewachsenen 2D-Materialien aufgrund der Unvollkommenheit des Wachstumsprozesses gefunden [19, 20, 26, 27, 28]. Zum Beispiel sind intrinsische strukturelle Defekte, wie Punktdefekte, in der gewachsenen Monoschicht WSe₂ . erkennbar [26].

Tatsächlich sind strukturtechnische Methoden, einschließlich der Bestrahlung mit hochenergetischen Teilchen von Elektronenstrahlen [29], Ionenstrahlen [30] und Hochenergielasern, und chemischem Ätzen [31, 32] die effektivsten Techniken, um Defekte in den 2D-Materialien zu induzieren, und sie wurden verwendet, um die atomaren Strukturen zu modifizieren. Daher ist es nicht nur signifikant, sondern auch realistisch, den Einfluss von Strukturdefekten wie Leerstellen auf die Eigenschaften von Monolayer WSe₂ . zu untersuchen , die uns die neue Funktion anbieten kann. Darüber hinaus können die 2D-Materialien großen Dehnungen vor dem Bruch standhalten und aufgrund ihrer starken plastischen Verformungsfähigkeit sogar über die inhärente Grenze von 10 % hinaus gedehnt werden, wie auf einschichtigem MoS₂ . gezeigt [33, 34]. Daher wird Dehnungstechnik häufig verwendet, um die Eigenschaften von 2D-Materialien abzustimmen und die relevante Leistung in den entsprechenden Anwendungen zu verbessern [11, 17, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39]. Laut der Studie von Yang et al. verändert die lokale Spannung im Nanobereich die optische Bandlücke und verändert die elektronischen und magnetischen Eigenschaften von Monolayer ReSe₂ [38]. Insbesondere wurde berichtet, dass das nichtmagnetische WS₂ Monoschicht wird unter der angelegten biaxialen Belastung ferromagnetisch, und das höchste magnetische Moment erreicht 4,85 μ_B [39].

In dieser Arbeit haben wir systematisch die Auswirkungen von Leerstellendefekten und Zugspannungen auf die elektronischen Eigenschaften von Monolayer WSe₂ . untersucht . Wir berechneten mehrere Leerstellendefekte von Einzelatom-Leerstellen, Doppelatom-Leerstellen und großen Leerstellen von vier und sieben Atomen. Wir haben festgestellt, dass alle Leerstellendefekte die elektronischen Eigenschaften der Monoschicht WSe₂ . verändern , während nur der V_W2 und V_WSe6 Leerstellen führen den Magnetismus von 2 und 6 μ_B . ein , bzw. Zusätzlich Monolayer WSe₂ mit V_W Leerstelle wandelt sich unter der äußeren Zugbelastung in magnetisch von nicht magnetisch um. Noch wichtiger ist, dass die externe biaxiale Dehnung nicht nur die Energielücken, sondern auch die magnetischen Momente von V_W . effektiv moduliert -, V_W2 -, und V_WSe6 -dotierte Monoschicht WSe₂ . Unsere Berechnungen legen eine defekte Monoschicht WSe₂ nahe mit Leerstellen als potenzielle magnetische Monoschicht-Halbleiter.

Rechenmethoden

Alle Berechnungen in der vorliegenden Studie wurden mit dem Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) auf Basis der Dichtefunktionaltheorie (DFT) durchgeführt [40, 41]. Zur Berechnung der elektronischen Austauschwechselwirkung wurde die Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE)-Methode verwendet [42]. Die Ion-Elektron- und Elektron-Elektron-Wechselwirkungen wurden mit der Projector Augmented Wave (PAW)-Methode und dem Plane-Wave-Basissatz berechnet [43, 44]. Die Cutoff-Energie für den Basissatz der ebenen Welle wurde auf 300 eV eingestellt, und die erste Brillouin-Zone wurde mit dem 3 × 3 × 1 k-Mesh basierend auf der Monkhorst-Pack-Methode abgetastet [45]. Ein Vakuumraum von 15 Å wurde entlang der vertikalen Richtung über der Monoschicht hinzugefügt, um die Wechselwirkungen zwischen den benachbarten Bildern im periodischen Plattenmodell zu entfernen. Strukturrelaxationen wurden durchgeführt, bis alle Kräfte auf jedes Ion kleiner als 0,02 eV/Å waren, und die Konvergenzkriterien für die Gesamtenergie wurden auf 10 ⁻⁴ . festgelegt eV. Die biaxiale Zugspannung wurde auf die mit Leerstellendefekt dotierte Monoschicht WSe₂ . ausgeübt , die von ε . berechnet wurde = (c − c ₀ )/c ₀ × 100 %, wobei c und c ₀ sind die Gitterparameter der verspannten und freien Monoschicht WSe₂ , bzw.

Ergebnisse und Diskussion

Atomstruktur und elektronische Eigenschaften von Monolayer WSe₂

Die stabilste Kristallstruktur von Monolayer WSe₂ , bezeichnet als 1H-WSe₂ , ist in Fig. 1a gezeigt, die die Sandwich-Schicht aus Se-WSe zeigt. In 1H-WSe₂ , W-Atome und Se-Atome besetzen die Untergitter der hexagonalen Schicht, und die Se-Atome der unteren Schicht befinden sich direkt unter den Se-Atomen der oberen Schicht. Unsere berechnete W-W-Bindungslänge beträgt 3.31 und die W-Se-Bindungslänge 2.54 , was gut mit früheren Ergebnissen übereinstimmt [10, 11]. Wie in Abb. 1b gezeigt, ist die berechnete elektronische Bandstruktur und Zustandsdichte (DOS) für 1H-WSe₂ geben an, dass 1H-WSe₂ ist nichtmagnetisch halbleitend mit einer direkten Bandlücke von 1,54 eV. Unser berechnetes Ergebnis stimmt gut mit dem vorherigen Ergebnis von 1,55 eV überein [12]. Um eine genauere Bandlücke zu erhalten, haben wir die Methode von Heyd-Scuseria-Ernzerh (HSE06) [46] verwendet, um die elektronische Bandstruktur zu berechnen. Die Energielücke von 1H-WSe₂ berechnet nach der HSE06-Methode beträgt 2,0 eV.

a Draufsicht und Seitenansicht der Atomstruktur der Monoschicht WSe₂ . b Die elektronische Bandstruktur und Zustandsdichte (DOS) der Monoschicht WSe₂ . Die blauen, roten und mandarinenfarbenen Kugeln repräsentieren Wand-Se-Atome auf der oberen bzw. unteren Schicht. Fermi-Niveau ist auf 0 eV

Die magnetischen und elektronischen Eigenschaften von defektem Monolayer WSe₂ mit Stellenangebot

Wir haben sieben Konfigurationen von Leerstellendefekten für einlagiges WSe₂ . betrachtet In der vorliegenden Studie. Sie sind die Einzelatom-Leerstellen einschließlich einer Se-Atom-Leerstelle (V_Se ), eine W-Atom-Leerstelle (V_W ) und zwei Atomleerstellen von V_Se-Se , V_Se2 , und V_W2 . Die zwei Se-Atom-Leerstellen V_Se-Se bedeutet, dass die beiden Se-Atome, die direkt unter- oder übereinander liegen, entfernt werden, während das V_Se2 /V_W2 Leerstelle bedeutet, dass die beiden benachbarten Se/W-Atome entfernt werden. Wir haben auch die großen Stellenangebote von V_WSe3 . berücksichtigt und V_WSe6 . V_WSe3 bezeichnet die Leerstelle eines W-Atoms und der benachbarten drei Se-Atome auf derselben Schicht und V_WSe6 stellt die Leerstelle eines W-Atoms und der nahegelegenen drei Paare von Se-Atomen dar. Die optimierten Strukturen von Monolayer WSe₂ mit Stellenangeboten von V_Se , V_Se-Se , V_Se2 , V_W , V_W2 , V_WSe3 , und V_WSe6 sind in den Einfügungen von Abb. 2 gezeigt. Wie wir sehen können, wurde die 5 × 5 × 1-Superzelle für die vorliegende Untersuchung der defekten Monoschicht WSe₂ . verwendet .

Die optimierten Atomstrukturen der Monoschicht WSe₂ mit V_Se , V_Se-Se , V_Se2 , V_W , V_W2 , V_WSe3 , und V_WSe6 Stellenangebote. Die blauen, roten und mandarinenfarbenen Kugeln repräsentieren W- und Se-Atome auf der oberen bzw. unteren Schicht

Tabelle 1 fasst die Ergebnisse für die defekte Monoschicht WSe₂ . zusammen mit Stellenangeboten von V_Se , V_Se-Se , V_Se2 , V_W , V_W2 , V_WSe3 , und V_WSe6 . Wir können sehen, dass die W-W-Abstände um die Leerstellen von V_Se , V_Se-Se , und V_Se2 Abnahme um 0,23, 0,52 bzw. 0,24 Å im Vergleich zum ursprünglichen W-W-Abstand in der Monoschicht WSe₂ , was bedeutet, dass die W-Atome um die Leerstellen der Se-Atome nahe beieinander liegen. Außerdem sind die W-W-Abstände um die Leerstellen von V_W , V_W2 , und V_WSe3 leicht um 0,02, 0,01 und 0,06 erhöhen. Und diese W-W-Abstände um die einzelnen Atomleerstellen (V_Se /V_W ) sind fast gleich dem Gegenstück um die beiden Atom-Leerstellen (V_Se2 /V_W2 ). Für die größere Vakanz V_WSe6 -dotierte Monoschicht WSe₂ , verringern sich die W-W-Abstände zwischen den benachbarten W-Atomen an den Ecken der Leerstelle um 0.58 , aber die W-W-Abstände an den Rändern der Leerstelle nehmen um 0.44 zu. Die Bildungsenergien der sieben Leerstellengeometrien werden berechnet über:

\( {E}_{\mathrm{van}\hbox{-} {\mathrm{WSe}}_2} \)und \({E}_{{\mathrm{WSe}}_2} \)sind die Summe Energien der 5 × 5 × 1-Superzelle der Monoschicht WSe₂ mit und ohne Leerstandsdefekt und u _ich und n _ich (i =Se, W) sind das chemische Potential und die Zahl der entfernten i Atom. Wie in Tabelle 1 aufgeführt, zeigen unsere berechneten Bildungsenergien für die sieben Leerstellen, dass V_Se , die einzelne Se-Atom-Leerstelle, sollte häufig auf WSe₂ . beobachtet werden monolayer, konsistent mit dem vorherigen Ergebnis von monolayer MoS₂ [17, 21]. Für die beiden Se-Atom-Leerstellen von V_Se-Se und V_Se2 , die Bildungsenergie von V_Se2 ist etwas höher als die von V_Se-Se , was darauf hinweist, dass V_Se-Se ist energetisch vorzuziehen als V_Se2 . Daher wird in der folgenden Studie nur V_Se-Se wird als die beiden Se-Atom-Leerstellen untersucht. Darüber hinaus sind die Bildungsenergien für die großen Leerstellen höher, die durch bestimmte Bautechniken erzeugt werden können [29,30,31].

Anschließend untersuchten wir die elektronischen Eigenschaften der defekten Monoschicht WSe₂ mit Stellenangeboten von V_Se , V_Se-Se , V_W , V_W2 , V_WSe3 , und V_WSe6 . Abbildung 3 zeigt die elektronischen Bandstrukturen der sechs mit Leerstellen dotierten Monoschichten WSe₂ . Wie in Abb. 3a gezeigt, ist V_Se -dotierte Monoschicht WSe₂ bleibt halbleitend, aber es gibt offensichtlich zusätzliche elektronische Zustände, die durch den Leerstellendefekt erzeugt werden, der sich in der Lückenregion befindet. Folglich ist die Energielücke von V_Se -dotierte Monoschicht WSe₂ reduziert sich auf 1,18 eV im Vergleich zu Monolayer WSe₂ . Die elektronische Bandstruktur von V_Se-Se -dotierte Monoschicht WSe₂ ist ähnlich wie bei V_Se -dotierte Monoschicht WSe₂ , und ihre Energielücken sind eng. V_W - und V_WSe3 -dotierte Monoschicht WSe₂ die in Fig. 3c und e gezeigt sind, behält ebenfalls die halbleitende Eigenschaft bei, jedoch mit viel kleineren Energielücken von 0,18 bzw. 0,76 eV. Anders als bei den obigen Leerstellendefekten sind die Majoritäts- und Minoritätsspinkanäle für V_W2 . asymmetrisch verteilt - und V_WSe6 -dotierte Monoschicht WSe₂ wie gezeigt, in Fig. 3d und f. Für den V_W2 -dotierte Monoschicht WSe₂ , kreuzen die Majoritätsspinkanäle das Fermi-Niveau, während die Minoritätsspinkanäle mit einer Energielücke von 0,19 eV halbleitend bleiben und ihr magnetisches Moment 2,0 μ_B . beträgt , während die V_WSe6 -dotierte Monoschicht WSe₂ ist magnetisch halbleitend mit einem magnetischen Moment von 6,0 μ_B .

Die elektronischen Bandstrukturen der Monoschicht WSe₂ mit a V_Se , b V_Se-Se , c V_W , d V_W2 , e V_WSe3 , und f V_WSe6 Stellenangebote. Blaue und rote Linien repräsentieren die Majoritäts- bzw. Minoritäts-Spin-Kanäle. Fermi-Niveau ist auf 0 eV

Wir haben auch die partielle Zustandsdichte (PDOS) für die sechs mit Leerstellen dotierten Monoschichten WSe₂ . berechnet ihre elektronischen Eigenschaften weiter zu studieren. Abbildung 4 zeigt, dass die unreinen elektronischen Zustände von V_Se - und V_Se-Se -dotierte Monoschicht WSe₂ befinden sich meist im Leitungsbandbereich und leiten sich hauptsächlich vom d-Orbital von W-Atomen in der Nähe der Leerstelle und wenig vom p-Orbital von Se-Atomen um die Leerstelle ab. Anders die unreinen elektronischen Bänder von V_W - und V_WSe3 -dotierte Monoschicht WSe₂ befinden sich nicht nur im Leitungsbandbereich, sondern sind auch im Valenzbandbereich aufgespalten. Für V_W Leerstelle, die Leitungsbänder in der Nähe des Fermi-Niveaus kommen hauptsächlich aus dem d (d_xy , d_x2 und d_z2 )-Orbitale der W-Atome um die Leerstelle, und die Valenzbänder in der Nähe des Fermi-Niveaus stammen hauptsächlich vom p-Orbital der Se-Atome um die Leerstelle. Verglichen mit V_W -dotierte Monoschicht WSe₂ , die unreinen elektronischen Zustände von V_WSe3 -dotierte Monoschicht WSe₂ sind weiter von der Fermi-Ebene entfernt. Die Leitungsbänder in der Nähe des Fermi-Niveaus werden sowohl von Se p_z Orbital- und W d -Orbitale um die Leerstelle, während die Valenzbänder in der Nähe des Fermi-Niveaus hauptsächlich aus dem W d -Orbital um die Leerstelle stammen. Darüber hinaus wechselwirken das W d -Orbital und das benachbarte Se p -Orbital stark, was zu hybridisierten Zuständen um das Fermi-Niveau führt. Für das halbmetallische V_W2 -dotierte Monoschicht WSe₂ , das Leitungsbandkreuz des Fermi-Niveaus kommt hauptsächlich von der Se p_x Orbital, und die Valenzbänder in der Nähe des Fermi-Niveaus werden hauptsächlich von W d (d_x2 und d_z2 ) orbital. Wie für den magnetischen Halbleiter V_WSe6 -dotierte Monoschicht WSe₂ , die Leitungsbänder und die Valenzbänder in der Nähe des Fermi-Niveaus werden beide vom W d -Orbital in der Nähe der Leerstelle abgeleitet.

Die partielle Zustandsdichte (PDOS) der Monoschicht WSe₂ mit a V_Se , b V_Se-Se , c V_W , d V_W2 , e V_WSe3 , und f V_WSe6 Stellenangebote. NN_W und NN_Se repräsentieren die nächsten benachbarten W- bzw. Se-Atome um die Leerstelle herum. Fermi-Niveau ist auf 0 eV

Die elektronischen und magnetischen Eigenschaften von Monolayer-WSe₂ mit Leerstellendefekt unter Zugbelastung

Wir haben die elektronischen und magnetischen Eigenschaften der mit Leerstellen dotierten Monoschicht WSe₂ . weiter untersucht unter der biaxialen Dehnung, da die Dehnung ein effektiver Weg ist, um die elektronischen Strukturen und magnetischen Momente der 2D-Materialien abzustimmen. Wir haben zuerst die 1H-WSe₂ . untersucht Monoschicht unter der biaxialen Spannung. Unser Berechnungsergebnis zeigt, dass die biaxiale Dehnung im Bereich von 0 bis 7% keinen Magnetismus in die Monoschicht WSe₂ . induziert , ähnlich mit einschichtigem MoS₂ [34, 36]. Zusätzlich Monolayer WSe₂ behält immer noch die halbleitende Natur, wobei die Energielücke bei 7% Dehnung auf 0,5 eV abnimmt und die W-W-Bindungslänge mit zunehmender angelegter Zugspannung zunimmt.

Dann haben wir die mit Leerstellen dotierte Monoschicht WSe₂ . untersucht unter der Zugspannung von 0~7%. Abbildung 5 zeigt die elektronischen Bandstrukturen für V_Se -, V_Se-Se -, V_W -, V_W2 -, V_WSe3 -, und V_WSe6 -dotierte Monoschicht WSe₂ unter der biaxialen Dehnung von 1%, 4% und 7%. Ähnlich mit dem unberührten WSe₂ Monoschicht, V_Se -, V_Se-Se -, und V_WSe3 -dotierte Monoschicht WSe₂ alle behalten die halbleitende Eigenschaft unter der biaxialen Dehnung von 0~7% bei, und die Leitungsbandminima nähern sich dem Fermi-Niveau, wenn die angelegte Zugspannung zunimmt. Für den V_W -dotierte Monoschicht WSe₂ unter der biaxialen Dehnung von mehr als 1% verteilen sich die Majoritäts- und Minoritätsspinkanäle asymmetrisch. Außerdem ist der V_W2 - und V_WSe6 -dotierte Monoschicht WSe₂ beide zeigen magnetische halbleitende Eigenschaften unter der Belastung von 1~7%. Obwohl die V_Se -, V_Se-Se -, und V_WSe3 -dotierte Monoschicht WSe₂ das halbleitende Merkmal immer noch unter der biaxialen Dehnung von 0~7% halten, kontrolliert die biaxiale Dehnung effektiv ihre Energielücken, wie in Fig. 6a gezeigt. Die Energielücken von V_Se - und V_Se-Se -dotierte Monoschicht WSe₂ beide sinken von 1,1 auf 0,5 eV, während die Energielücke von V_WSe3 -dotierte Monoschicht WSe₂ ist relativ kleiner, der von 0,76 auf 0,3 eV abnahm. Andererseits sind die Energielücken von V_W -, V_W2 -, und V_WSe6 -dotierte Monoschicht WSe₂ kleiner als 0,2 eV unter der biaxialen Dehnung von 0~7% sind.

Die elektronischen Bandstrukturen der Monoschicht WSe₂ mit V_Se , V_Se-Se , V_W , V_W2 , V_WSe3 , und V_WSe6 Leerstellen unter 1%, 4% und 7% Zugspannung. Blaue und rote Linien repräsentieren die Majoritäts- bzw. Minoritäts-Spin-Kanäle. Fermi-Niveau ist auf 0 eV

a Die Energielücken der Monoschicht WSe₂ mit V_Se , V_Se-Se , und V_WSe3 Stellenangebote. b Die magnetischen Momente der Monoschicht WSe₂ mit V_W , V_W2 , und V_WSe6 Leerstellen unter der Zugspannung von 0~7%.

Unter der biaxialen Dehnung von 0~7% beträgt die V_Se -, V_Se-Se -, und V_WSe3 -dotierte Monoschicht WSe₂ bleiben, wie in Fig. 5 gezeigt, nichtmagnetisch. Im Gegensatz dazu ist das nichtmagnetische V_W -dotierte Monoschicht WSe₂ werden magnetisch mit dem magnetischen Moment von 4 μ_B unter der biaxialen Dehnung größer als 1%. Die in 7a gezeigte spinaufgelöste Ladungsdichte zeigt, dass das magnetische Moment hauptsächlich von den W- und Se-Atomen um die Leerstellen herum entsteht. Wie in Fig. 7b gezeigt, ist das magnetische Moment von V_W2 -dotierte Monoschicht WSe₂ kommt hauptsächlich von den Se-Atomen in der Nähe der Leerstelle und wenig von den W-Atomen in der Nähe der Leerstelle. Wenn die angelegte Spannung größer als 1% ist, werden mehr Se-Atome spinpolarisiert, was zu einem größeren magnetischen Moment von 4 μ_B . führt . Für V_WSe6 Leerstellendefekt, wir können sehen, dass sein magnetisches Moment weiterhin 6 μ_B . beträgt unter der Belastung von 0~6% und sinkt dann auf 4 μ_B bei der Dehnung von 7%, wie in Fig. 6b gezeigt. Abbildung 7c zeigt, dass seine magnetischen Momente hauptsächlich von den sechs W-Atomen um V_WSe6 . stammen . Wenn die angelegte Spannung auf 7% ansteigt, sind die nahegelegenen Se-Atome um die Leerstelle herum stärker spinpolarisiert, aber die lokalen magnetischen Momente an den W-Atomen nehmen ab. Dementsprechend ist das gesamte magnetische Moment von V_WSe6 -dotiertes WSe₂ sinkt auf 4 μ_B unter 7% Dehnung.

Spin-aufgelöste Ladungsdichte der Monoschicht WSe₂ mit a V_W , b V_W2 , und c V_WSe6 Leerstellen unter der Zugspannung von 0~7%. Gelbe und cyanfarbene Isoflächen repräsentieren die positiven bzw. negativen Spindichten

Schlussfolgerung

Zusammenfassend haben wir mehrere Leerstellendefekte für einlagiges WSe₂ . untersucht , einschließlich der einzelnen Se- und W-Atom-Leerstellen (V_Se und V_W ), doppelte Se- und W-Atom-Leerstellen (V_Se-Se und V_W2 ), große Leerstelle eines W-Atoms und der nahegelegenen drei Se-Atome auf derselben Schicht (V_WSe3 ) und eine Leerstelle eines W-Atoms und der nahegelegenen drei Paare von Se-Atomen (V_WSe6 ). Die V_Se -, V_Se-Se -, V_W -, und V_WSe3 -dotierte Monoschicht WSe₂ alle behalten die nichtmagnetische halbleitende Eigenschaft als perfektes WSe₂ . bei Monoschicht, jedoch mit kleineren Energielücken aufgrund der unreinen elektronischen Zustände im Bereich der Energielücke, die dem W d - und Sep -Orbital um die Leerstellen zugeschrieben werden, während V_W2 und V_WSe6 Leerstellen induzierten Magnetismus in der Monoschicht WSe₂ mit magnetischen Momenten von 2 und 6 μ_B , bzw. Insbesondere Monolayer WSe₂ mit V_W2 Leerstelle wandelt sich in Halbmetall von Halbleitern um. Noch wichtiger ist, dass unsere Berechnungsergebnisse zeigen, dass die externe biaxiale Dehnung den Magnetismus und die elektronischen Eigenschaften der Monoschicht WSe₂ . effektiv abstimmt .

Abkürzungen

2D:

Zweidimensional

Lebenslauf:

Methode der chemischen Gasphasenabscheidung

DFT:

Die Dichtefunktionaltheorie

DOS:

Die Zustandsdichte

HSE06:

Die Heyd-Scuseria-Ernzerh-Methode

PAW:

Die Projektor-Augmented-Wave-Methode

PBE:

Die Perdew-Burke-Ernzerhof-Methode

PDOS:

Die partielle Zustandsdichte

TMDs:

Übergangsmetalldichalkogenide

VASP:

Wien Ab-initio-Simulationspaket