Дослiдження електронних властивостей моношару MoS₂ з перших принципiв за допомогою DFT-моделювання в QuantumATK
Анотація
У цiй роботi електроннi властивостi моношару дисульфiду молiбдену (MoS2) дослiджувалися з використанням теорiї функцiоналу густини (DFT) у середовищi моделювання QuantumATK. Розрахунки зонної структури та густини станiв (DOS) показали, що MoS2 має прямий заборонений зонний промiжок шириною 1,75 еВ та непрямий — 1,44 еВ. Додатково було проведено аналiз часткової густини станiв (PDOS) та розподiлу густини заряду з метою вивчення внеску орбiталей та характеристик хi-
мiчного зв’язування. Також було дослiджено вплив бiаксiального механiчного напруження (±3%) на електронну структуру, що продемонструвало можливiсть керування шириною забороненої зони. Отриманi результати надають цiнну iнформацiю про електроннi властивостi MoS2 та пiдтверджують його перспективнiсть для застосування в наноелектронiцi та гнучких електронних
пристроях.
Завантаження
Посилання
K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, and T. F. Heinz, ”Atomically Thin MoS2: A New Direct-Gap Semiconductor,” Phys. Rev. Lett. 105, 136805 (2010). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.105.136805
A. Ramasubramaniam, ”Large excitonic effects in monolayers of molybdenum and tungsten dichalcogenides,” Phys. Rev. B, 86, 115409 (2012). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.86.115409
J. Shi, T. Yu, M. Yang, et al., ”First-principles study of MoS2 under strain,” Superlattices Microstruct. 185, 107912 (2023). https://doi.org/10.1016/j.spmi.2023.107912
J. Kang, S. Tongay, J. Zhou, J. Li, and J.Wu, ”Band offsets and heterostructures of two-dimensional semiconductors,” Appl. Phys. Lett. 102, 012111 (2013). https://doi.org/10.1063/1.4774090
S. I. Sim, D. K. Lim, Y. M. Kim, et al., ”Photoluminescence of monolayer MoS2 fabricated by chemical vapor deposition method,” J. Korean Phys. Soc. 66, 1789–1794 (2015). https://doi.org/10.3938/jkps.66.1789
H. Fang, S. Chuang, T. C. Chang, K. Takei, T. Takahashi, and A. Javey, ”High-performance single layered WSe2 p-FETs with chemically doped contacts,” Nano Lett. 12, 3788–3792 (2012). https://doi.org/10.1021/nl301702r.
L. Yu, Y. Chen,W. Zhang, P. Yang, and X. Feng, ”Spin-Orbit-Coupling-Governed Optical Absorption in Bilayer MoS2 via Strain, Twist, and Electric Field Engineering,” Nanomaterials, 15(14), 1100 (2025)/ https://doi.org/10.3390/nano15141100
H. Rezania, M. Abdi, and B. Astinchap, ”The effects of spin-orbit coupling on optical properties of monolayer MoS2 due to mechanical strains,” Sci. Rep. 13, 1159 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-28258-z
L. Yu, Y. Chen,W. Zhang, P. Yang, and X. Feng, ”Spin-Orbit-Coupling-Governed Optical Absorption in Bilayer MoS2 via Strain, Twist, and Electric Field Engineering,” Nanomaterials, 15(14), 1100 (2025). https://doi.org/10.3390/nano15141100
W.-J. Lan, H.-X. Li, T. Du, X. Lin, and F. Pan, ”Strain modulation on electronic structures and magnetic properties of Fe-doped monolayer 2H-MoS2: A first-principles study,” Eur. Phys. J. B, 98, 24 (2025). https://doi.org/10.1140/epjb/s10051-025-00872-y
H. Gan, G. Zhou, H. Zhang, and X. Hua, ”Strain engineering of electronic and thermoelectric properties in MoS2/WSe2 bilayer heterostructure,” Chem. Phys. 599, 112859 (2025). https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2025.112859
A. Samy, S. Zeng, M. D. Birowosuto, and A. El Moutaouakil, ”A review on MoS2 properties, synthesis, sensing applications and challenges,” Crystals, 11(4), 355 (2021). https://doi.org/10.3390/cryst11040355
B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacometti, and A. Kis, ”Single-layer MoS2 transistors,” Nat. Nanotechnol. 6, 147–150 (2011). https://doi.org/10.1038/nnano.2010.279
Q. Yue, S. Chang, J. Kang, X. Zhang, and S. Qin, ”Mechanical and electronic properties of monolayer MoS2 under elastic strain,” Phys. Lett. A, 376, 1166–1170 (2012). https://doi.org/10.1016/j.physleta.2012.02.021
Авторське право (c) 2026 Махкам Халiллоєв, Бахор Джаббарова, Асрор Хасанов, Гайрат Iбодуллаєв, Атабек Атамуратов
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
