二維半導體物理

目錄　
前言　
第1章　晶體結(jié)構(gòu)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(chǔ)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(shù)理論　22　
2.3.1　單粒子格林函數(shù)　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(jié)構(gòu)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(guān)系　30　
3.3　力學性質(zhì)　33
參考文獻　34　
第4章　二維半導體的光學性質(zhì)　35　
4.1　半導體的帶間躍遷　35　
4.2　激子效應(yīng)　38　
4.3　MX（M=Sn，Ge;X=S，Se）的光學性質(zhì)　41　
4.4　黑磷多層的光學性質(zhì)　44　
4.5　SnS2和SnSe2二維材料的激子效應(yīng)　46　
4.6　黑磷的激子效應(yīng)　48　
4.7　單層MoS2的發(fā)光　49　
4.8　α-tellurene的激子態(tài)和振蕩強度　53　
4.9　二維半導體SnSSe激子效應(yīng)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(yīng)的理論計算　59　
參考文獻　60　
第5章　二維半導體中的缺陷態(tài)和合金　61　
5.1　三維半導體中的雜質(zhì)和缺陷　61　
5.2　研究深能級雜質(zhì)的集團模型方法　64　
5.3　二維半導體雜質(zhì)缺陷類型　66　
5.4　二維半導體雜質(zhì)缺陷態(tài)結(jié)合能的第一性原理計算　69　
5.5　二維半導體中的雜質(zhì)缺陷態(tài)　70　
5.6　單層過渡金屬硫化物的缺陷態(tài)　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(fā)光性質(zhì)　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(jié)構(gòu)　90　
6.2.2　緊束縛能帶論　91　
6.2.3　計算結(jié)果　93　
6.2.4　光學性質(zhì)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(jié)構(gòu)　97　
6.3.2　緊束縛計算　98
6.3.3　參數(shù)的調(diào)節(jié)　100　
6.3.4　光學性質(zhì)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(jié)構(gòu)　101　
6.4.2　二維黑磷的緊束縛矩陣元　103　
6.4.3　緊束縛參數(shù)的調(diào)節(jié)　106　
6.4.4　光學性質(zhì)討論　107　
6.5　二維SnS2的緊束縛理論　107　
6.5.1　原子結(jié)構(gòu)和布里淵區(qū)　109　
6.5.2　緊束縛矩陣元　110　
6.5.3　能帶計算結(jié)果　110　
6.5.4　波函數(shù)　111　
6.6　MoS2的緊束縛理論　113　
6.6.1　原子結(jié)構(gòu)和布里淵區(qū)　113　
6.6.2　緊束縛矩陣元　114　
6.6.3　緊束縛參數(shù)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(zhì)　120　
7.1　三維半導體的線性輸運性質(zhì)　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(zhì)　129　
7.5　MX（M=Ge，Sn;X=S，Se）的輸運性質(zhì)　130　
7.6　二維半導體的輸運性質(zhì)的特點　131　
7.7　二維半導體的場效應(yīng)晶體管　132　
7.8　黑磷的場效應(yīng)晶體管　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　二維范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(zhì)結(jié)構(gòu)與界面工程　151　
8.8　二維磁體的器件應(yīng)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(chǎn)氫效應(yīng)　157　
9.2　二維TMD的催化產(chǎn)氫作用的一些基本概念　160　
9.3　二維半導體的光催化性質(zhì)　161　
9.3.1　邊緣修飾的黑磷烯納米帶的光解水性質(zhì)　162　
9.3.2　WSSe的光催化性質(zhì)　166　
9.3.3　MM′XX′（M，M′=Ga，In;X，X′=S，Se，Te）的光催化性質(zhì)　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(zhì)原子摻雜工程　177　
9.4.4　異質(zhì)結(jié)構(gòu)工程　181　
參考文獻　184　
第10章　二維半導體異質(zhì)結(jié)　185　
10.1　二維半導體垂直異質(zhì)結(jié)　185　
10.2　二維半導體垂直異質(zhì)結(jié)的應(yīng)用　187　
10.3　二維半導體側(cè)向異質(zhì)結(jié)　188　
10.4　二維半導體側(cè)向異質(zhì)結(jié)的應(yīng)用　190　
10.5　雙層MoS2/WS2側(cè)向異質(zhì)結(jié)的物理性質(zhì)　191　
10.6　單層MoS2/WS2異質(zhì)結(jié)的制備和物理性質(zhì)　192　
10.7　垂直異質(zhì)結(jié)中的激子　195　
10.8　轉(zhuǎn)角異質(zhì)結(jié)和莫爾激子　197　
參考文獻　199　
附錄　二維半導體的物理常數(shù)　200　
《21世紀理論物理及其交叉學科前沿叢書》已出版書目　203