自然杂志 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (4): 294-302.doi: 10.3969/j.issn.0253-9608.2025.02.012
代玟①,裴田甜①,乔君毅①,方荣巍①,奚晋扬②
DAI Wen①, PEI Tiantian①, QIAO Junyi①, FANG Rongwei①, XI Jinyang②
摘要: 近年来二维过渡金属硫族化合物(transition metal dichalcogenides, TMDs)展现了优异的电输运性质。为了理解其结 构与性能的关系,本文利用第一性原理计算,深入研究了Se元素替换及双层堆垛对单层TMDs材料PtS2电子结构及迁移率的影响,同时阐明了其背后的机理。研究发现,Se元素替换和双层堆垛均对价带顶附近的电子结构影响较大。电子结构的变化,使得单层结构的空穴迁移率随着元素替换数量的增加而减小,而双层堆垛能够较大幅度提升空穴迁移率。例如,在300 K下,由于等效电声耦合强度的减弱,在单层PtS2上堆垛一层PtS2或PtSe2均可将空穴迁移率提升一个数量级。因此,堆垛是一种提升TMDs电输运性质的有效策略。我们的工作为进一步优化二维TMDs材料的电输运性质提供了理论指导。