【摘 要】
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二维层状过渡金属硫化物（Transition metal dichalcogenides,TMDs）具有优良的半导体光电性能。而由单层的TMDs垂直堆叠而成的范德华异质结,更是为探索激子的相关性质提供了一个十分独特的平台。近几年具有非对称性的TMDs-MoSSe被成功合成,我们发现当用这种非对称性单层结构来构造双层异质结时,会引入一个平面外电电偶极矩来调节结构的光电性质。本论文利用了基于密度泛函理
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二维层状过渡金属硫化物（Transition metal dichalcogenides,TMDs）具有优良的半导体光电性能。而由单层的TMDs垂直堆叠而成的范德华异质结,更是为探索激子的相关性质提供了一个十分独特的平台。近几年具有非对称性的TMDs-MoSSe被成功合成,我们发现当用这种非对称性单层结构来构造双层异质结时,会引入一个平面外电电偶极矩来调节结构的光电性质。本论文利用了基于密度泛函理论的第一性原理方法,结合考虑了屏蔽库仑相互作用的多体格林函数以及Bethe-Salpeter方程,集中研究了18种堆叠方式的MoSSe双层结构中的激子光性质。具体内容分为如下几个部分:（1）考虑到结构的稳定性,我们构建了18种具有高对称性的MoSSe双层结构。为了便于讨论,我们将这18种结构按照平面外电电偶极矩方向分为三类。结果表明所有结构均具有稳定性,结构间的总能差约为0.016 e V,结构的层间距在6.10?到7.66?之间;（2）在电子结构方面,研究发现18种结构中1-AA、1-A’B结构为直接带隙,其余结构均为间接带隙,带隙范围为1.58到2.26 e V,在K点处带隙范围为1.65到2.73 e V。所有第一类结构、2-AB、2-A’B’、3-AB和3-A’B’结构均为Ⅱ类能带排列,这有利于层间激子的产生。（3）我们的研究还发现MoSSe双层结构不同的堆叠方式会导致不同的光学吸收性质。在准粒子能带结构的基础上,我们首先讨论了包括激子效应在内的三类堆积构型的光学吸收特性,研究发现不同种类结构的层间激子性质不同,激子寿命主要依赖于激子波函数的分布。我们的研究结果表明,固有电电偶极矩和排列层序对结构的光电性质以及调节层间激子寿命这两方面起着核心作用,这一结果也为双层非对称性MoSSe结构在光电器件中的应用提供了一种新的思路。
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