[發明專利]一種基于高吸收率的二維過渡金屬硫化物材料設計方法

有效

• 申請號: 202110183905.7
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112908426B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 崔苑苑;高彥峰;范煒
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G16C20/10
• 分類號: G16C20/10;G16C20/62
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 王穎

1.一種基于高吸收率的二維過渡金屬硫化物材料的設計方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1、構建二維過渡金屬硫化物摻雜模型；

所述步驟S1具體為：

S11、利用晶體結構可視化軟件構建二維過渡金屬硫化物超胞模型；

所述步驟S11具體為：

基于密度泛函的第一性原理，采用篩選方法對摻雜濃度進行篩選，得到二維過渡金屬硫化物摻雜模型，即二維過渡金屬硫化物超胞模型；

S12、借助所述材料晶體結構可視化軟件，將二維過渡金屬硫化物超胞模型轉換為三維原子坐標文件；

S2、對所述二維過渡金屬硫化物摻雜模型的吸收率進行計算；

所述步驟S2具體為：

S21、根據二維過渡金屬硫化物的特性，設置輸入文件，得到具有穩定結構的三維原子坐標文件；

S22、將所述穩定結構的三維原子坐標文件重命名并進行靜態自洽計算，得到具有電荷密度的數據文件；

S23、對所述數據文件的參數進行修改，并進行電子特性計算，得到材料的最優化結構；

S24、基于所述最優化結構，得到摻雜二維金屬硫化物的吸收率；

S3、對計算結果進行分析與處理。

2.根據權利要求1所述的基于高吸收率的二維過渡金屬硫化物材料的設計方法，其特征在于，所述晶體結構可視化軟件采用的是Materials Studio軟件來進行模型構建。

3.根據權利要求1所述的基于高吸收率的二維過渡金屬硫化物材料的設計方法，其特征在于，所述電子特性計算具體為：

步驟一、對摻雜的二維過渡金屬硫化物材料進行結構優化；

步驟二、對優化后的材料進行靜態自洽計算，生成電荷密度的數據文件；

步驟三、對所述生成的電荷密度的數據文件進行光學性質計算，得到吸收譜。

4.根據權利要求3所述的基于高吸收率的二維過渡金屬硫化物材料的設計方法，其特征在于，所述光學性質計算是在波函數文件的基礎上，獲得介電常數矩陣，再結合介電常數的實部和虛部，得到吸收譜。

5.根據權利要求1所述的基于高吸收率的二維過渡金屬硫化物材料的設計方法，其特征在于，所述步驟S3具體為：

S31、將所述最優化結構通過所述晶體結構可視化軟件分析鍵長鍵角及晶格常數的變化；

S32、繪制出電荷密度圖、態密度圖、能帶結構圖和吸收譜，然后計算摻雜二維金屬硫化物形成能；

S33、基于所述步驟S31～S32，分析材料的體積和能量。

6.根據權利要求5所述的基于高吸收率的二維過渡金屬硫化物材料的設計方法，其特征在于，所述能帶結構圖是在倒空間高對稱點文件中設置連線模式，并在自洽電荷密度基礎上進行分析和計算。