4d过渡金属掺杂单层WS_(2)的电子结构和光学性质研究OA北大核心

WS_(2)凭借独特的物理和化学性质,在电子和光学领域展现出巨大的应用潜力。基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,本文旨在研究单个4d过渡金属原子X(X=Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd)替代掺杂单层WS_(2)的电子结构和光学性质。结果表明,过渡金属原子掺杂后的WS_(2)体系均是放热且稳定的,禁带宽度减小导致电导率增强,电子结构发生显著变化。其中Nb掺杂WS_(2)表现为金属性,Ru掺杂WS_(2)表现为半金属性,Tc、Rh和Pd掺杂WS_(2)诱导了磁性。Nb、Ru、Rh和Pd掺杂WS_(2)体系的介电常数和光折射率增加,掺杂前、后WS_(2)体系均具有良好的透明特性,吸收光谱发生红移,Nb、Ru、Rh掺杂WS_(2)在红外光区的吸收增强,Nb、Rh和Pd在可见光区的吸收增强,特别是Pd掺杂WS_(2)在可见光区吸收效果最佳,在光电探测器方面具有一定应用潜能。