过渡金属硫族化物及更广体系中空穴与电子注入驱动的相变：一种统一理解
材料科学
2022-02-02 v1
摘要
多态二维（2D）过渡金属硫族化物（TMDs）之间的相变因其在同一材料中实现不同功能以制造集成器件方面的潜力而受到越来越多的关注。向TMDs中注入电子已被证明是驱动从半导体H相到半金属dT相结构相变的可行途径。在本文中，基于密度泛函理论（DFT）计算，我们首先证明对于VI-B族TMDs（MoS2、WS2和MoSe2等），空穴注入比注入电子更有效地将H相驱动到金属T相而非半金属dT相。其根源可归因于T相的功函数小于dT相的功函数。我们的功函数分析可以定量区分T相和dT相，而常用的晶体场分裂分析则具有挑战性。此外，我们的分析为超出TMDs的2D材料（如新合成的MoSi2N4族）中由空穴和电子注入诱导的相变提供了统一理解。而且，空穴驱动的T相变机制可以解释最近通过钇（Y）原子空穴掺杂实现WS2相变的实验。以1/3 Y掺杂的WS2和MoSe2为例，我们表明Mo和W的价态增加到5+。上述发现开辟了获得金属T相的途径，拓展了2D材料可能的稳定相。
引用
@article{arxiv.2112.02319,
title = {Hole- and electron-injection driven phase transitions in transition metal dichalcogenides and beyond: A unified understanding},
author = {Xiao-Huan Lv and Meng-Qi Wu and Yin-Ti Ren and Rui-Ning Wang and Hu Zhang and Chen-Dong Jin and Ru-Qian Lian and Peng-Lai Gong and Xing-Qiang Shi and Jiang-Long Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.02319},
year = {2022}
}