一种二维材料异质结及其性能分析方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种二维材料异质结及其性能分析方法，以及所述异质结在半导体和光电能量转化方面的用途。所述二维材料异质结包括：包括Janus二维材料的第一二维材料；以及包括硅烯的第二二维材料；第一二维材料和第二二维材料纵向堆叠。本发明专利技术提供的异质结不仅可以利用不同材料自身的卓越性能，而且可以克服单一二维材料的缺陷，通过Janus二维材料与硅烯的相互作用，打开硅烯的带隙，使得二维材料的能量谱分布相对于构成其的两种组分的各自单独的性质发生明显改变。异质结的性能分析方法基于含时密度泛函理论和随机相位近似进行电子能量损失谱谱分析，步骤简单、易于操作，为基于打开带隙为目的的异质结设计提供快速的分析途径和有力支持。

【技术实现步骤摘要】
一种二维材料异质结及其性能分析方法和用途
本专利技术涉及二维材料及材料性能的仿真分析方法，更具体地说，涉及一种二维材料构成的异质结及其性能分析方法和用途。
技术介绍
IC工业中随着器件尺寸越来越小，传统的硅基半导体已经逐步接近材料本身的物理极限。硅基微电子技术愈来愈受到短沟道效应，量子隧穿效应，功率损耗等因素的挑战，需要找到能够替代硅的下一代半导体材料。随着2004年石墨烯的发现，开始掀起一阵研究二维材料的浪潮。石墨烯、硅烯等材料具有优异的物理性质，如超高的载流子迁移率、单原子层厚度和超高的机械强度和柔韧度，在未来的半导体领域有着很好的潜在应用价值。但是由于石墨烯、硅烯本身没有带隙，无法直接应用于半导体电子器件，需要解决打开石墨烯、硅烯带隙的问题。目前常用的打开带隙的方法包括使用掺杂、应变、电场、构建异质结等一系列外界条件来打开石墨烯和硅烯的带隙值，然而相关技术至今尚未取得满意的结果，很难在打开带隙的同时保持石墨烯、硅烯等的线性电子色散和超高的迁移率。硅烯作为一种二维材料，其结构与石墨烯的结构既有相似也有不同。硅烯本身不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二维材料异质结，其特征在于，所述异质结包括：/n包括Janus二维材料的第一二维材料；以及/n包括硅烯的第二二维材料；/n所述第一二维材料和所述第二二维材料纵向堆叠。/n

【技术特征摘要】
1.一种二维材料异质结，其特征在于，所述异质结包括：
包括Janus二维材料的第一二维材料；以及
包括硅烯的第二二维材料；
所述第一二维材料和所述第二二维材料纵向堆叠。


2.根据权利要求1所述的异质结，其特征在于，所述Janus二维材料包括一种三层结构，且其中的上、下两层元素分别为不同原子。


3.根据权利要求1所述的异质结，其特征在于，所述Janus二维材料具有垂直于所述第一二维材料与所述第二二维材料的交界界面的本征电场，所述本征电场对硅烯能带结构进行调制。


4.根据权利要求1所述的异质结，其特征在于，所述Janus二维材料为第三主族含硫化合物。


5.根据权利要求4所述的异质结，其特征在于，所述Janus二维材料为Ga2SSe。


6.根据权利要求5所述的异质结，其特征在于，所述二维材料异质结的空间结构中，所述Ga2SSe的S面朝向所述硅烯，或者所述Ga2SSe的Se面朝向所述硅烯。


7.根据权利要求1-6任意一项所述的二维材料异质结在半导体材料方面的用途，和/或在光电能量转化方面的用途。


8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于，所述二维材料异质结用于远红外传感器。


9.一种用于对权利要求1-6任一所述的二维材料异质结的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴冀，李伟奇，杨剑群，应涛，庞凯娟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23