摘要：用氢对单层二维过渡金属硫化物(TMDs)进行功能化是调节单层TMDs电子性质的既有效又经济的方法.采用密度泛函理论,对单层TMDs (MX2 (M=Mo, W;X=S, Se, Te))的稳定性和电子性质进行理论研究,发现在单层MX2 的层间有一个比其表面更稳定的氢吸附位点.当同阳离子时,随着阴离子原子序数的增加, H原子与MX2 层的结合越强,氢化单层MX2 结构越稳定;相反,同阴离子时,随着阳离子原子序数的增加, H原子与MX2 层的结合越弱.氢原子从MoS2的表面经层间穿越到另一表面的扩散势垒约为0.9 eV.氢化对单层MX2 的电子特性也会产生极大的影响,主要表现在氢化实现了MX2 体系从无磁性到磁性体系的过渡.表面氢化会使MX2 层的带隙急剧减小,而层间氢化使MX2 的电子结构从半导体转变为金属能带.

关键词：氢化 二维过渡金属硫化物 稳定性 电子特性 

单位：中南林业科技大学理学院; 长沙410004; 湖南大学物理与微电子科学学院; 长沙410082