MoS2/CuInP2S6异质结研究开题报告

 2022-04-01 09:04

1. 研究目的与意义

背景:近年来,由于铁电材料在纳米电子器件中的潜在应用,掀起了对铁电材料研究的广泛兴趣。CIPS/MoS2范德瓦尔斯异质结中,由于CIPS材料在室温下两个极化状态之间有着较高的能量势垒,因此在室温及更高温度下展现出稳定的铁电极化的特殊的性质,在制备低维铁电开关,非挥发铁电存储器件、铁电场效应管(Fe-FETs)、电阻随机存储器(RRAM)方面有着极大的潜力。相比于传统存储器,铁电储存器件具有读写数据的速度快和能耗低等优点。

目的:MoS2半导体材料是非常好的光电材料,本课题我们设想把单层MoS2和单层CuInP2S6薄膜组成异质结,通过调节CIPS薄膜的极化方向来调制MoS2材料的导电性能,相关实验研究已经报道过,本研究旨在将相关物理机制进一步细化明确。

意义:异质结是器件设计的重要方向之一,范德瓦尔斯异质结由于界面是范德瓦尔斯耦合,因此容易制备,无悬挂键,是超薄异质结设计的一个热门方向,本课题利用2D半导体和2D铁电材料组成的异质结,进一步可以拓展到2D磁性材料,从而可以设计出超薄的多功能纳米器件,因此是一个十分有意义的课题.

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容:

mos2是目前比较热门的二维半导体材料,在光电和光电子,以及半导体器件设计领域有着重要的应用前景,本研究课题试图通过铁电材料和二硫化钼组成的异质结,通过电场调节铁电材料的极化方向进而调节二硫化钼的导电性质,是一个比较有意义的理论研究方向,而且目前试验上相关研究已经取得了比较好的进展。

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3. 研究的方法与步骤

利用vasp软件对mos2/cips异质结结构进行第一性计算,然后对计算结果进行分析研究,并通过能带理论阐述通过调节cips薄膜的极化方向来调制mos2材料的导电性能的具体机理。

具体工作如下:(1)熟悉学习vasp软件的使用与linux系统基本操作,了解第一性原理计算(2)阅读相关文献了解mos2以及cips的材料性质(3)使用vasp进行第一性原理计算,构造计算必须的poscar,potcar,incar 和kpoints文件(4)对计算结果进行分析 主要是分析电子态密度(dos)以及在cips两种不同极化状态下,mos2、cips两种材料的能带结构(5)通过对数据分析以及绘制能带结构图说明cips两种不同极化状态下mos2导电性能变化(6)由材料的晶体结构以及能带变化,阐述如何通过调节cips薄膜的极化方向来调制mos2材料的导电性能的具体机理。

(7)整理上述材料撰写成文。

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4. 参考文献

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5. 计划与进度安排

1、2022年12月9日-2022年3月1日:指导教师完成在系统中毕业论文任务书的下发,系主任审核任务书。

指导教师向学生讲授所选论题的状况和要求等。

2、2022年2月24日-3月8日:学生提交开题报告等材料(开题报告、外文翻译等),指导教师审核开题报告等材料。

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