第一原理からの現実的な遷移金属二カルコゲナイドヘテロ構造の電子構造と光学特性

我々は、WS₂、MoSe₂、MoTe₂、BN、またはグラフェンシートで挟まれたMoS₂層からなるいくつかの遷移金属二カルコゲナイド（TMD）二層ヘテロ構造の電子構造と光学特性を第一原理から計算します。以前の研究とは対照的に、系は構成要素の不整合単層のひずみのない格子定数を保持するように構築されています。すべてのTMD/TMDヘテロ構造において-点状態間の強い相互作用が見られ、これが間接ギャップを引き起こす可能性があります。一方、K点近くの状態は単層と同様のままです。TMDがBNまたはグラフェン層とペアになると、-点周辺の相互作用は無視できるほど小さくなり、電子構造は二つの独立した単層のそれに似ます。MoS₂/WS₂系の光学特性の計算は、価電子帯と導電帯の端が異なる層に位置していても、光遷移の混合が最小限であり、単層の光学特性がこれらのヘテロ構造に大きく保持されていることを示します。層間遷移の強度は無視できないほど小さく、ヘテロ構造化によるTMDの光学ギャップの工学にとっては残念な結果です。