本文主要研究内容
作者孙翠翠（2019）在《二维黑磷功能化修饰对光电性质影响的理论研究》一文中研究指出：单层黑磷（MLBP）作为一种新型的二维（2D）材料,因其独特的拓扑结构在光电领域拥有广阔的应用前景,已成为当前国内外研究热点。但是MLBP在空气中具有不稳定性,因而对其改性的研究备受青睐,以期拓展其应用范围。目前较为常用的改性方法主要有共价接枝和与其它2D材料形成范德华异质结。其中共价接枝主要集中在无机非金属分子和有机分子,对引入过渡金属的接枝报道很少。而且通过对比发现金属在MLBP表面的吸附能比石墨烯或碳纳米管的大,表明金属与MLBP的结合更容易实现。此外,MLBP与石墨烯、单层BN、单层MoS2形成范德华异质结已有报道,但在它们的层与层之间接枝过渡金属形成夹心异质结的研究却未见报道,过渡金属的引入可能为材料带来新颖的光电性质。本文采用密度泛函理论（DFT）及非平衡格林函数（NEGF）方法,研究PdCl2和PtCl2共价接枝MLBP以及形成三种不同类型的MLBP异质结（包括Pt和PtCl2插层复合物）两种功能化修饰对MLBP光电性质的影响。计算表明MLBP与表面修饰原子形成强键的同时仍保持其自身结构的完整性,而且MLBP结合了石墨烯和硅烯的优点,本身还具有内在的带隙,表面修饰物质可以在价带或导带内引入杂质带,显著影响其光电性质。故本文重点探究上述两种功能化修饰对MLBP性质的影响,主要研究内容如下:首先研究接枝不同密度PdCl2形成的复合物（n PdCl2/BP（n=1,2和4））的电子结构和光电性质。结果表明n PdCl2倾向位于MLBP的沟槽位置,形成稳定的平面四齿结构[PdCl2P2]。n PdCl2在MLBP价带和费米能级（Ef）之间引入局域化杂质能级,导致整个体系的导电率有所降低。电流随接枝密度的增大而降低,并且在接枝密度达到12.5%时的4PdCl2/BP体系中出现了0.6 V的阈值电压,说明高密度接枝体系可以用来设计电子开关。n PdCl2体系保持MLBP各向异性的导电特征,扶手椅方向的电子传递优于锯齿方向。研究发现,在线性光照下,接枝体系n PdCl2/BP的光电流比MLBP高约20倍,且亦表现出各向异性特征,与导电率不同,锯齿方向的光电流强于扶手椅方向。以上结果显示nPdCl2/BP复合体系在光电信息器件方面存在潜在的应用。其次研究接枝不同密度PtCl2形成的复合物（nPtCl2/BP（n=1,2和4））的电子结构和光电性质。结果表明n PtCl2也倾向位于MLBP的沟槽位置,形成稳定的平面四齿结构[PtCl2P2]。该体系在电子传输和线性光电效应方面表现出一些相反的结果:PtCl2接枝后,复合体系沿扶手椅方向和锯齿方向的导电性都有所降低,但光电流在两个方向都有所增加;接枝密度越大,体系导电率越低,但光电流却越大;导电性是扶手椅方向优于锯齿方向,而光响应却是锯齿方向优于扶手椅方向。功能化体系形成II型能带结构,价带来自PtCl2而导带来自MLBP,表明n PtCl2/BP有望成为太阳能电池的候选材料。最后研究MLBP与石墨烯（零带隙）、单层BN（宽带隙）、单层MoS2（半导体）形成的异质结（X/BP）以及它们层间引入Pt和PtCl2形成的插层化合物X/Pt/BP和X/PtCl2/BP（X=Graphene（简写为G）、BN、MoS2）的电子结构及输运性质,对Pt和PtCl2接枝体系又进一步研究了线性光电响应。X与MLBP堆叠采用锯齿-锯齿（扶手椅-扶手椅）的方式。计算结果表明这些体系均为热力学稳定体系。BN/BP异质结的价带和导带都由MLBP控制,形成I型能带结构;MoS2/BP的价带由MLBP控制,导带由MoS2控制,形成II型能带结构;在G/BP中,石墨烯和MLBP分别控制锯齿方向和扶手椅方向的能带结构。层间引入Pt后,对BN/Pt/BP和MoS2/Pt/BP两种异质结的能带结构和输运性质没有明显影响。但是当引入PtCl2后,复合体系导电性明显增强,且较Pt接枝有更强的光电效应。BN/PtCl2/BP和MoS2/PtCl2/BP产生最大光电流分别约为接枝Pt时产生最大光电流的102和103倍。对G/Pt/BP和G/PtCl2/BP,Pt和PtCl2的引入在锯齿方向和扶手椅方向对导电性发挥不同的作用,扶手椅方向按G/Pt/BP>G/PtCl2/BP顺序,锯齿方向是G/PtCl2/BP>G/Pt/BP的顺序。线性光照下,PtCl2产生的最大光电流约是Pt产生最大光电流的104倍。
Abstract
chan ceng hei lin （MLBP）zuo wei yi chong xin xing de er wei （2D）cai liao ,yin ji du te de ta pu jie gou zai guang dian ling yu yong you an kuo de ying yong qian jing ,yi cheng wei dang qian guo nei wai yan jiu re dian 。dan shi MLBPzai kong qi zhong ju you bu wen ding xing ,yin er dui ji gai xing de yan jiu bei shou qing lai ,yi ji ta zhan ji ying yong fan wei 。mu qian jiao wei chang yong de gai xing fang fa zhu yao you gong jia jie zhi he yu ji ta 2Dcai liao xing cheng fan de hua yi zhi jie 。ji zhong gong jia jie zhi zhu yao ji zhong zai mo ji fei jin shu fen zi he you ji fen zi ,dui yin ru guo du jin shu de jie zhi bao dao hen shao 。er ju tong guo dui bi fa xian jin shu zai MLBPbiao mian de xi fu neng bi dan mo xi huo tan na mi guan de da ,biao ming jin shu yu MLBPde jie ge geng rong yi shi xian 。ci wai ,MLBPyu dan mo xi 、chan ceng BN、chan ceng MoS2xing cheng fan de hua yi zhi jie yi you bao dao ,dan zai ta men de ceng yu ceng zhi jian jie zhi guo du jin shu xing cheng ga xin yi zhi jie de yan jiu que wei jian bao dao ,guo du jin shu de yin ru ke neng wei cai liao dai lai xin ying de guang dian xing zhi 。ben wen cai yong mi du fan han li lun （DFT）ji fei ping heng ge lin han shu （NEGF）fang fa ,yan jiu PdCl2he PtCl2gong jia jie zhi MLBPyi ji xing cheng san chong bu tong lei xing de MLBPyi zhi jie （bao gua Pthe PtCl2cha ceng fu ge wu ）liang chong gong neng hua xiu shi dui MLBPguang dian xing zhi de ying xiang 。ji suan biao ming MLBPyu biao mian xiu shi yuan zi xing cheng jiang jian de tong shi reng bao chi ji zi shen jie gou de wan zheng xing ,er ju MLBPjie ge le dan mo xi he gui xi de you dian ,ben shen hai ju you nei zai de dai xi ,biao mian xiu shi wu zhi ke yi zai jia dai huo dao dai nei yin ru za zhi dai ,xian zhe ying xiang ji guang dian xing zhi 。gu ben wen chong dian tan jiu shang shu liang chong gong neng hua xiu shi dui MLBPxing zhi de ying xiang ,zhu yao yan jiu nei rong ru xia :shou xian yan jiu jie zhi bu tong mi du PdCl2xing cheng de fu ge wu （n PdCl2/BP（n=1,2he 4））de dian zi jie gou he guang dian xing zhi 。jie guo biao ming n PdCl2qing xiang wei yu MLBPde gou cao wei zhi ,xing cheng wen ding de ping mian si chi jie gou [PdCl2P2]。n PdCl2zai MLBPjia dai he fei mi neng ji （Ef）zhi jian yin ru ju yu hua za zhi neng ji ,dao zhi zheng ge ti ji de dao dian lv you suo jiang di 。dian liu sui jie zhi mi du de zeng da er jiang di ,bing ju zai jie zhi mi du da dao 12.5%shi de 4PdCl2/BPti ji zhong chu xian le 0.6 Vde yu zhi dian ya ,shui ming gao mi du jie zhi ti ji ke yi yong lai she ji dian zi kai guan 。n PdCl2ti ji bao chi MLBPge xiang yi xing de dao dian te zheng ,fu shou yi fang xiang de dian zi chuan di you yu ju chi fang xiang 。yan jiu fa xian ,zai xian xing guang zhao xia ,jie zhi ti ji n PdCl2/BPde guang dian liu bi MLBPgao yao 20bei ,ju yi biao xian chu ge xiang yi xing te zheng ,yu dao dian lv bu tong ,ju chi fang xiang de guang dian liu jiang yu fu shou yi fang xiang 。yi shang jie guo xian shi nPdCl2/BPfu ge ti ji zai guang dian xin xi qi jian fang mian cun zai qian zai de ying yong 。ji ci yan jiu jie zhi bu tong mi du PtCl2xing cheng de fu ge wu （nPtCl2/BP（n=1,2he 4））de dian zi jie gou he guang dian xing zhi 。jie guo biao ming n PtCl2ye qing xiang wei yu MLBPde gou cao wei zhi ,xing cheng wen ding de ping mian si chi jie gou [PtCl2P2]。gai ti ji zai dian zi chuan shu he xian xing guang dian xiao ying fang mian biao xian chu yi xie xiang fan de jie guo :PtCl2jie zhi hou ,fu ge ti ji yan fu shou yi fang xiang he ju chi fang xiang de dao dian xing dou you suo jiang di ,dan guang dian liu zai liang ge fang xiang dou you suo zeng jia ;jie zhi mi du yue da ,ti ji dao dian lv yue di ,dan guang dian liu que yue da ;dao dian xing shi fu shou yi fang xiang you yu ju chi fang xiang ,er guang xiang ying que shi ju chi fang xiang you yu fu shou yi fang xiang 。gong neng hua ti ji xing cheng IIxing neng dai jie gou ,jia dai lai zi PtCl2er dao dai lai zi MLBP,biao ming n PtCl2/BPyou wang cheng wei tai yang neng dian chi de hou shua cai liao 。zui hou yan jiu MLBPyu dan mo xi （ling dai xi ）、chan ceng BN（kuan dai xi ）、chan ceng MoS2（ban dao ti ）xing cheng de yi zhi jie （X/BP）yi ji ta men ceng jian yin ru Pthe PtCl2xing cheng de cha ceng hua ge wu X/Pt/BPhe X/PtCl2/BP（X=Graphene（jian xie wei G）、BN、MoS2）de dian zi jie gou ji shu yun xing zhi ,dui Pthe PtCl2jie zhi ti ji you jin yi bu yan jiu le xian xing guang dian xiang ying 。Xyu MLBPdui die cai yong ju chi -ju chi （fu shou yi -fu shou yi ）de fang shi 。ji suan jie guo biao ming zhe xie ti ji jun wei re li xue wen ding ti ji 。BN/BPyi zhi jie de jia dai he dao dai dou you MLBPkong zhi ,xing cheng Ixing neng dai jie gou ;MoS2/BPde jia dai you MLBPkong zhi ,dao dai you MoS2kong zhi ,xing cheng IIxing neng dai jie gou ;zai G/BPzhong ,dan mo xi he MLBPfen bie kong zhi ju chi fang xiang he fu shou yi fang xiang de neng dai jie gou 。ceng jian yin ru Pthou ,dui BN/Pt/BPhe MoS2/Pt/BPliang chong yi zhi jie de neng dai jie gou he shu yun xing zhi mei you ming xian ying xiang 。dan shi dang yin ru PtCl2hou ,fu ge ti ji dao dian xing ming xian zeng jiang ,ju jiao Ptjie zhi you geng jiang de guang dian xiao ying 。BN/PtCl2/BPhe MoS2/PtCl2/BPchan sheng zui da guang dian liu fen bie yao wei jie zhi Ptshi chan sheng zui da guang dian liu de 102he 103bei 。dui G/Pt/BPhe G/PtCl2/BP,Pthe PtCl2de yin ru zai ju chi fang xiang he fu shou yi fang xiang dui dao dian xing fa hui bu tong de zuo yong ,fu shou yi fang xiang an G/Pt/BP>G/PtCl2/BPshun xu ,ju chi fang xiang shi G/PtCl2/BP>G/Pt/BPde shun xu 。xian xing guang zhao xia ,PtCl2chan sheng de zui da guang dian liu yao shi Ptchan sheng zui da guang dian liu de 104bei 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自哈尔滨理工大学的孙翠翠，发表于刊物哈尔滨理工大学2019-07-29论文，是一篇关于黑磷论文,功能化修饰论文,电子结构论文,输运性质论文,光电效应论文,哈尔滨理工大学2019-07-29论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自哈尔滨理工大学2019-07-29论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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