应力调控TiS₃单层材料电子性质的第一性原理研究

陈卉^1,2，董帮少²，周少雄²，李京波³

1. 钢铁研究总院2. 安泰科技股份有限公司3. 中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室

摘 要：采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算研究了应力对TiS₃单层材料电子性质的影响。研究发现,TiS₃单层材料是直接带隙半导体,带隙1.06eV,符合实验值。TiS₃在a方向上更容易产生形变,在不同方向应力作用下,带隙、价带顶和导带底都会随应力变化而不断变化。其中,当b方向压应力增加到6%时,TiS₃由直接带隙转变为间接带隙。分析载流子有效质量得到,在任何方向拉应力作用下,载流子有效质量对应力相应不敏感。在b单轴方向和双轴方向压应力作用下,载流子有效质量表现出强烈的各向异性。这一研究对深入理解应力调控TiS₃的电子结构意义深远。

关键词：TiS3;二维材料;应力调控;电子结构;第一性原理;