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摘要
缺陷是半导体领域中最核心的问题。我们采用含时密度泛函方法，模拟了硫原子脱离二硫化钼晶格形成空位缺陷过程中的电子动力学行为。我们发现该过程中存在着显著的非绝热效应。非绝热效应导致硫原子需要消耗更多能量以脱离晶格形成空位缺陷。随着硫原子的初始动能增大，其脱离晶格形成空位的能量势垒也持续增大，并且在初始动能达到22eV附近时发生了阶跃式的增长。这是由朗道-齐纳电子跃迁和能级间库仑作用共同导致的。非绝热效应还改变了脱离晶格的硫原子上电荷的轨道分布，以及晶格中缺陷附近的电荷分布。此外，我们还发现该过程中自旋轨道耦合十分重要，必须被考虑。我们的工作阐明了二硫化钼中硫原子空位的形成机制，尤其是电子非绝热动力学的重要作用，为进一步研究缺陷对材料物理性质的调控提供了理论基础。
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单位北京理工大学; 物理学院
