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Fe原子吸附对单层WS_2结构和性质的影响
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作者 徐位云 汪丽莉 +1 位作者 宓一鸣 赵新新 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1765-1772,共8页
本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法研究了Fe原子吸附对单层WS_2结构和性质的影响。研究结果表明:Fe原子吸附在W原子的顶位最稳定,相应的原子吸附能为1.84 eV。Fe与衬底间的相互作用削弱了紧邻W―S键,使其键长增大0.011 nm... 本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法研究了Fe原子吸附对单层WS_2结构和性质的影响。研究结果表明:Fe原子吸附在W原子的顶位最稳定,相应的原子吸附能为1.84 eV。Fe与衬底间的相互作用削弱了紧邻W―S键,使其键长增大0.011 nm。由于衬底原子的影响,Fe原子d轨道的电子重新分布,形成了2μB左右的局域原子磁矩。在低覆盖度下(0.125和0.25 ML),磁性作用以超交换作用为主,铁磁序不稳定。而在高覆盖度下(0.5和1.0 ML),Fe原子间距减小,磁性作用以RKKY作用为主,铁磁序稳定。电子结构的计算结果显示,在高覆盖度下,Fe/WS_2结构在费米能级处的电子自旋极化率等于100%。自旋向上与向下通道分别为间接带隙的半导体和金属。在1.0 ML覆盖度下,自旋向上的禁带宽度约为0.94 eV。这说明Fe原子吸附可以将直接带隙的WS_2半导体转变成半金属,形成一种潜在的自旋电子器件材料。 展开更多
关键词 密度泛函理论 fe/ws_2 过渡金属硫化物 交换作用 半金属
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