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目錄
前言
第1章 晶體結構和能帶 1
1.1 氮化硼 1
1.2 黑磷 2
1.3 砷烯和銻烯 3
1.4 MX2（M=Mo,W;X=S,Se） 5
1.5 VX2（X=S,Se和Te） 6
1.6 SnX2（X=S,Se） 8
1.7 MX（M=Sn,Ge;X=S,Se） 9
1.8 ReX2（X=S,Se） 11
1.9 MX（M=B,Al,Ga,In;X=O,S,Se,Te） 13
參考文獻 16
第2章 第一性原理計算方法 17
2.1 量子力學理論基礎簡介 17
2.1.1 多粒子體系薛定諤方程 17
2.1.2 Born-Oppenheimer 近似 18
2.1.3 Hartree-Fock近似 18
2.2 密度泛函理論簡介 20
2.3 多體格林函數理論 22
2.3.1 單粒子格林函數 22
2.3.2 Dyson方程 23
2.3.3 Hedin方程 24
2.3.4 GW近似 24
2.3.5 Bethe-Salpeter方程 25
參考文獻 26
第3章 二維半導體結構與聲子譜 28
3.1 晶體振動的一般理論 28
3.2 二維半導體的聲子色散關係 30
3.3 力學性質 33
參考文獻 34
第4章 二維半導體的光學性質 35
4.1 半導體的帶間躍遷 35
4.2 激子效應 38
4.3 MX（M=Sn,Ge;X=S,Se）的光學性質 41
4.4 黑磷多層的光學性質 44
4.5 SnS2和SnSe2二維材料的激子效應 46
4.6 黑磷的激子效應 48
4.7 單層MoS2的發光 49
4.8 α-tellurene的激子態和振盪強度 53
4.9 二維半導體SnSSe激子效應的理論計算 56
4.10 二維半導體MM′XX′（M,M′=Ga,In;X,X′=S,Se,Te） 激子效應的理論計算 59
參考文獻 60
第5章 二維半導體中的缺陷態和合金 61
5.1 三維半導體中的雜質和缺陷 61
5.2 研究深能級雜質的集團模型方法 64
5.3 二維半導體雜質缺陷類型 66
5.4 二維半導體雜質缺陷態結合能的第一性原理計算 69
5.5 二維半導體中的雜質缺陷態 70
5.6 單層過渡金屬硫化物的缺陷態 72
5.7 單層MX2中的其他缺陷 74
5.8 Mo1.xWxS2單層合金的能帶和發光性質 77
5.9 WS2xSe2.2x（x=0～1）合金二維半導體及器件 79
參考文獻 81
第6章 二維半導體能帶的緊束縛表述 83
6.1 三維半導體的鍵軌道理論和緊束縛方法 83
6.2 六角氮化硼（h-BN）單層能帶的緊束縛計算 89
6.2.1 二維BN的原子結構 90
6.2.2 緊束縛能帶論 91
6.2.3 計算結果 93
6.2.4 光學性質的定性討論 95
6.3 二維砷烯能帶的緊束縛計算 96
6.3.1 原子結構 97
6.3.2 緊束縛計算 98
6.3.3 參數的調節 100
6.3.4 光學性質的簡單分析 100
6.4 黑磷的緊束縛理論 101
6.4.1 黑磷的原子結構 101
6.4.2 二維黑磷的緊束縛矩陣元 103
6.4.3 緊束縛參數的調節 106
6.4.4 光學性質討論 107
6.5 二維SnS2的緊束縛理論 107
6.5.1 原子結構和布裡淵區 109
6.5.2 緊束縛矩陣元 110
6.5.3 能帶計算結果 110
6.5.4 波函數 111
6.6 MoS2的緊束縛理論 113
6.6.1 原子結構和布裡淵區 113
6.6.2 緊束縛矩陣元 114
6.6.3 緊束縛參數的確定 116
6.6.4 二維MoS2的能帶 118
參考文獻 119
第7章 二維半導體的輸運性質 120
7.1 三維半導體的線性輸運性質 120
7.2 第一性原理量子輸運理論 123
7.3 MX2的輸運理論 125
7.4 黑磷的輸運性質 129
7.5 MX（M=Ge,Sn;X=S,Se）的輸運性質 130
7.6 二維半導體的輸運性質的特點 131
7.7 二維半導體的場效應電晶體 132
7.8 黑磷的場效應電晶體 134
參考文獻 136
第8章 磁性二維半導體物理和器件 137
8.1 磁性三維半導體 137
8.2 二維範德瓦耳斯晶體的鐵磁性 140
8.3 二維磁半導體Fe3GeTe2 142
8.4 二維磁半導體CrI3 143
8.5 稀磁二維半導體Fe0.02Sn0.98S2 145
8.6 二維室溫鐵磁材料Cr2Te3 148
8.7 異質結構與介面工程 151
8.8 二維磁體的器件應用 152
參考文獻 156
第9章 二維半導體的催化作用 157
9.1 三維半導體TiO2的催化產氫效應 157
9.2 二維TMD的催化產氫作用的一些基本概念 160
9.3 二維半導體的光催化性質 161
9.3.1 邊緣修飾的黑磷烯納米帶的光解水性質 162
9.3.2 WSSe的光催化性質 166
9.3.3 MM′XX′（M,M′=Ga,In;X,X′=S,Se,Te）的光催化性質 169
9.4 增加HER效率的方法 172
9.4.1 相變工程 172
9.4.2 缺陷工程 173
9.4.3 異質原子摻雜工程 177
9.4.4 異質結構工程 181
參考文獻 184
第10章 二維半導體異質結 185
10.1 二維半導體垂直異質結 185
10.2 二維半導體垂直異質結的應用 187
10.3 二維半導體側向異質結 188
10.4 二維半導體側向異質結的應用 190
10.5 雙層MoS2/WS2側向異質結的物理性質 191
10.6 單層MoS2/WS2異質結的製備和物理性質 192
10.7 垂直異質結中的激子 195
10.8 轉角異質結和莫爾激子 197
參考文獻 199
附錄 二維半導體的物理常數 200
《21世紀理論物理及其交叉學科前沿叢書》已出版書目 203 |
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