孙金芳

【摘 要】本文基于第一性原理，利用Materials Studio软件中的castep模块，计算了Cu原子在单层和双层MoS2晶体中的吸附效果以及对整个体系性能的影响。结果表明：对于层表面吸附和层间吸附的稳定性有所差异。对单层和双层的MoS2表面吸附情况分析可知，TMo吸附位置最稳定，对于双层间吸附性，BMo吸附位置最稳定。

【Abstract】Based on the first principle， this paper uses the castep module in Materials Studio software to calculate the adsorption effect of Cu atoms in single-layer and double-layer MoS2 crystals and the influence on the performance of the whole system. The results show that the stability of layer surface adsorption and interlayer adsorption is different. The adsorption of single layer and double layer on the adsorption of MoS2 surface shows that the TMo adsorption position is the most stable one. For the adsorbability between two layers， the location of BMo adsorption is the most stable one.

【关键词】第一性原理；MoS2；Cu原子；吸附

【Keywords】 first principle； MoS2； Cu atom； adsorption

【中图分类号】U283.5 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）04-0164-02

1 引言

MoS2作为一种典型的层状过渡金属硫族化合物，因其单层存在直接带隙，其能带结构优于零带隙的石墨烯，是一种性能优良的半导体材料，在电磁学和电子器件等技术领域都有很大的应用价值[1]。体MoS2所在的空间群为P6_3/mmc，其结构为间接带隙半导体，带宽为1.29eV，层与层间通过范德瓦尔斯力相结合的。类似于石墨烯，单层和少数层MoS2可通过机械剥离技术剥离出来，且单层MoS2层内的Mo原子和S原子之间形成强共价键，因此单层结构非常稳定，这种容易制备又稳定的材料引起了研究者们的广泛关注。

2 计算模型

在计算过程中，本文采用的软件是基于密度泛函（DFT）理论的第一性原理计算程序包CASTEP。采用广义梯度近似中的PBE关联泛函来对计算中交换关联势进行描述。布里渊区我们采用3×3×1k网格[2]。选用平面波函数截断能为380eV，在结构弛豫过程中，具体参数设置为，能量收敛标准为10-4eV，原子间作用力收敛判据为0.01eV/？魡。

因层状MoS2具有六角对称性，我们依次在六个高对称位置（TMo，TS，Htop，BS，BMo，Hin）放置Cu原子，然后进行弛豫操作。计算过程中分别在单层和双层表面设置了三个吸附位置。……