摘要：寻找具有较大磁各向异性的二维半导体材料是当今自旋电子学领域的热点，本论文运用了以密度泛函理论为基础的第一性原理计算方法，对应变作用下反位掺杂（MoS2）的单层MoS2体系的磁性、电子结构及磁各向异性进行了研究。我们的计算结果表明：在8％应变作用下，MoS2反位掺杂单层MoS2体系的磁矩大小为2.0玻尔磁子，磁矩的主要来源是掺杂的Mo原子及其周围的3个近邻的Mo原子。并且，在8％的应变作用下，含有MoS2反位缺陷的单层MoS2体系能够产生垂直磁各向异性，磁各向异性能为0.4012meV。通过分析掺杂的Mo原子及其周围三个近邻的Mo原子各个d轨道对磁各向异性能的贡献以及态密度图我们可以得知：含有MoS2反位缺陷的单层MoS2体系的磁各向异性主要来源于掺杂的Mo原子及其周围的三个Mo原子的和轨道间的自旋轨道耦合作用。本论文的研究为基于单层MoS2材料的自旋电子器件奠定了一些理论基础。

关键词：单层MoS2；磁各向异性；反位掺杂；应变；第一性原理

目录

摘要

Abstract

引    言-1

1  绪论-2

1.1  自旋电子学-2

1.2  磁性半导体及稀磁半导体-2

1.2.1  发展历程-2

1.2.2  “d0铁磁性”-3

1.3  磁各向异性-3

1.4  选题依据-4

2  基本理论和VASP软件简介-6

2.1  第一性原理计算-6

2.2  密度泛函（DFT）理论-6

2.2.1   Hohenberg-Konh定理[13]-6

2.2.2   Kohn-Sham方程[14]-8

2.3  vasp软件-9

3  反位缺陷及应力调控单层MoS2的磁性研究-11

3.1  计算方法及模型-11

3.2  应变作用下含有MoS2反位缺陷的单层MoS2磁各向异性的计算结果与分析-12

结论-18

参考文献-19