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摘要
文章基于密度泛函理论，研究了本征及Nb, Fe单原子掺杂单层MoSe2的电子结构及光学性质。计算发现，本征单层MoSe2和Nb-MoSe2为直接带隙半导体，Fe-MoSe2为间接带隙结构；Fe-MoSe2较本征单层MoSe2导电性大大提高，实现了由半导体向半金属的过渡。由态密度分析得出了本征及Nb, Fe单原子掺杂单层MoSe2能量状态主要由Mo 4d, Se 4p轨道电子所贡献的结论，并对各原子掺杂体系轨道电子的能量贡献和掺杂类型做了探讨。此外，还详细分析了费米能级附近的自旋态密度、杂质带、磁性之间的联系。光学性质方面，比较了本征单层MoSe2与各掺杂体系的复介电常数和光吸收系数，在红外光区Fe-MoSe2的吸收系数高于本征单层MoSe2。本征单层MoSe2的光吸收系数为9.69×10～4 cm-1,是区域最大吸收峰。上述研究表明，通过对单层MoSe2的Nb, Fe掺杂可使电子输运特性得到了增强，为高活性自旋电子和光电子器件设计和研究开辟了新的前景。
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