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过渡金属二硫化物的带隙随厚度变化，主要由层间范德华相互作用主导。

DOI：10.1016/j.physe.2018.12.037 期刊：Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 基于能带隙热力学方法，建立了二维过渡金属硫族化合物厚度依赖的能带隙模型且无需任何可调参数。预测发现降低厚度时能带隙会高效展宽。该能带隙的厚度依赖性被认为源于层间范德华(vdW)相互作用，而表面效应则表现为表面与内部原子热振动的差异。由于层间vdW相互作用对内部硫族原子热振动的抑制作用，表面效应呈现可变性——从硫化物的单调递增转变为碲化物的递减。层间vdW相互作用的作用效果取决于金属-硫族键的极性。该模型预测结果与现有实验及模拟数据相符。
作者： Xue Yao，Yaru Wang，Xingyou Lang，Yongfu Zhu，Qing Jiang
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研究概述 实验方案

研究目的

采用无可调参数的带隙热力学方法，模拟二维过渡金属二硫化物的厚度依赖性带隙，重点研究层间范德华相互作用和表面效应的作用。

研究成果

过渡金属二硫化物(TMDCs)的带隙随厚度变化关系得到有效建模，结果表明其带隙随厚度减小而展宽，这一现象受层间范德华相互作用导致的可变表面效应影响。该模型与实验及模拟数据相符，凸显了硫族元素原子量的重要性，并为未来二维材料研究提供了见解。

研究不足

该模型是理论性的，其依据包括范德华相互作用对热振动的抑制效应等假设；它并未考虑所有原子间相互作用或实验变异性。预测结果与现有数据进行了对比，但可能未涵盖所有过渡金属二硫化物（TMDC）的变体或条件。

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