砷掺杂对 MoSe$_2$ 单层结构和电子性质的影响：ab initio 研究
材料科学
2024-12-31 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
本文利用密度泛函理论 (DFT) 和 Quantum Espresso (QE) 软件包研究了 MoSe 单层在纯态和掺杂态下的结构和电子性质。其中，Mo 原位空位形成的掺杂体系、MoSe 单层中 As 原子取代 Mo 原子形成的 As(Mo) 掺杂体系，以及 MoSe 单层中 As 原子位于结构中一个环的中心空位 between 平面 Mo 原子和包含 Se 原子的平面之间的嵌间位形成的 As 嵌间位体系。我们计算了在 Se 富集条件下各种结构的形成能。结果表明，As(Mo) 掺杂体系为有利配置，而 As 嵌间位体系为亚稳定。不同缺陷引入中间能级，依据每个体系的能带、DOS 和 PDOS 分析解释了其形成时涉及的轨道。能隙在所有体系结构中均有所增加，其数值范围在 1.5 eV 至 1.73 eV 之间，费米能级对 Mo 空位体系和 As(Mo) 掺杂体系向价带上移，表明其可能为 型半导体；而对 As 嵌间位体系，费米能级向导带上移，表明其为 型半导体行为。所得结果表明，这些体系可用于各种应用：As(Mo) 掺杂体系可用于可见光光催化或光伏应用，而 As 嵌间位体系可用于红外场域的电子学应用。
引用
@article{arxiv.2412.17664,
title = {Effect of arsenic doping on structural and electronic properties of MoSe$_2$ monolayer: an ab initio study},
author = {B. Bradji and M. L. Benkhedir},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.17664},
year = {2024}
}
备注
10 pages, 7 figures (Published version)