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石墨烯的成功制备,引发了人们对二维材料的研究兴趣。二维材料由于结构独特,性能优异,人们普遍认为在未来电子和光电子领域有无穷的应用潜力。但是,单一的二维材料或多或少有一定的性能缺陷。随着各国科研工作者的不断深入研究,人们发现将两种二维材料堆叠构建出范德华异质结可以避免单一材料的缺陷,同时表现出一些新颖的性能。因此,对于二维材料范德华异质结的研究已经是目前研究的热点之一。本文我们借助材料模拟软件Materials Studio建立模型,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了InSe/arsenene异质结和InSe/h-BN异质结的结构和光电性质。具体研究成果如下:(1)首先,研究了单层二维半导体材料InSe和arsenene,以及将两种材料堆叠构建出InSe/arsenene异质结的能带结构,电荷密度和光学性质等。计算表明,InSe/arsenene异质结带隙大小为0.876 eV,该值均小于单层InSe和arsenene的禁带宽度。异质结带隙类型为直接带隙,直接带隙的特点可以有效的提高光致发光效率。从能带排列图可以看出,InSe/arsenene双层结构形成了type-II型范德华异质结,有利于光生电子-空穴对的分离。光学性质研究表明InSe/arsenene异质结显示出更强的紫外光吸收和部分可见光的吸收,并具有较高光学吸收强度。这些结果表明InSe/arsenene异质结在未来微型光电子器件领域有一定的应用价值。(2)其次,考虑到异质结在实际应用中总会受到外界条件的调控,我们研究了外加电场和单轴应变对InSe/arsenene异质结性质的影响。计算结果表明,外部电场和单轴应变可以有效地调节InSe/arsenene异质结性质。当施加外部电场时,异质结经历从半导体到金属的转变,由于内建电场的存在,正负电场对带隙有着不同的影响。当施加单轴应变后,相比于压缩应变,异质结可以承受更大的拉伸应变,同时发生直接间接带隙的转变。带隙随应变的增加线性减小,施加相同大小应变时,Y方向应变获得更大的带隙值。研究发现当在Y方向施加压缩应变,特别是应变ε﹤-2%时,异质结可以维持较高的载流子迁移率,同时保持直接带隙特点。在外电场和应变的调控下,InSe/arsenene异质结能够表现出优异的性能,进一步证明了其应用潜力。(3)最后,我们计算和分析了三种InSe/h-BN异质结的结构和电子性质。研究发现InSe/h-BN异质结具有间接带隙特点,并且价带顶和导带底的贡献均来自于InSe,差分电荷密度表明体系中没有明显的电荷交换。通过体系能带结构,我们发现h-BN层对单层InSe有着明显的调控效应。对比纯粹应变调控下单层的InSe的能带结构,发现h-BN对InSe能带结构的调控效应实际上是由InSe和h-BN之间的相互作用而诱导的晶格应变引起的。我们的研究结果表明,单层InSe沉积或生长在不同h-BN片上可以获得不同的晶格应变,实现对单层InSe能带结构的有效调控。这一发现为实现在原子精度定向改变硒化铟的带隙提供一定的理论指导。