二维过渡金属硫化物的热输运性质研究

发布时间：2023-06-04 00:06

　　随着石墨烯在应用研究和产业发展取得的重大突破,类石墨烯结构的新型二维材料也受到广泛的关注。寻找新型二维材料,探索其物理和化学性质,并对材料性能进行调控,推动新型二维材料的应用发展,成为近年来低维材料领域的主要工作。与石墨烯类似,新型二维材料的物理性质也与体材料存在一定的差异性。在众多新型二维材料中,二维过渡金属硫化物(2D-TMDs)因其适中的能带带隙和丰富的物理性质,成为二维半导体研究领域中的热点材料,研究表明,2D-TMDs有望在光电器件、能量存储和热电器件等多个应用领域有所突破。热传输性质,作为材料基本的物理性质,也是材料在器件应用中考虑的关键性能。然而,由于实验条件的限制,对于2D-TMDs热传输性质的系统研究相对较少,尤其缺乏对2D-TMDs热输运性质调控机制的研究。针对不同电子器件对材料的应用需求,探索热输运过程中声子散射规律,研究2D-TMDs热传输性能的有效调控机制,对推动材料的应用具有重要的意义。本文利用玻尔兹曼输运方程和分子动力学研究方法,研究了二维过渡金属硫化物MX₂(M=Mo;X=S,Se)的热输运性质,重点关注双层异质结、晶格缺陷等结构对...

【文章页数】：111 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 几种典型二维材料
        1.2.1 石墨烯
        1.2.2 六方氮化硼
        1.2.3 磷烯
        1.2.4 过渡金属硫化物
    1.3 二维材料的热传输性质
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 过渡金属硫化物热输运性质
    1.4 研究内容
第二章 理论和计算方法
    2.1 引言
    2.2 分子动力学
        2.2.1 势函数
        2.2.2 初始值和边界条件设定
        2.2.3 系综和热浴
        2.2.4 热导率计算方法
    2.3 玻尔兹曼输运理论
        2.3.1 声子输运的玻尔兹曼方程
        2.3.2 第一性原理方法简介
第三章 MoS₂/MoSe₂异质结热传输性质研究
    3.1 引言
    3.2 计算方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 晶体结构与声子谱
        3.3.2 格林艾森参数
        3.3.3 声子群速度和声子寿命
        3.3.4 晶格热导率
    3.4 本章小结
第四章 含缺陷单层MoSe₂的热输运性质研究
    4.1 引言
    4.2 计算方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 晶体结构
        4.3.2 晶格热导率的尺寸效应晶体结构
        4.3.3 晶格热导率的缺陷效应
    4.4 本章小结
第五章 Graphene/MoSe₂异质结电子结构和热输运性质研究
    5.1 引言
    5.2 计算方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 晶体结构
        5.3.2 电子结构
        5.3.3 声子谱和面内晶格热导率
    5.4 本章小结
参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人情况及联系方式



本文编号：3830302