简介 二维范德瓦尔斯型铁电材料的可切换性给纳米级光伏器件的发展带来了更多的可能性。在本文中，北京大学吕劲老师课题组基于 QuantumATK 中密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）耦合的方法，研究了单层 $\alpha$-$\mathrm{In}_{2} \mathrm{Se}_{3}$ 光电探测器在不同铁电极化状态下的光电效应，通过计算表明。结果表明当铁电极化方向切换的时候， $\alpha$-$\mathrm{In}_{2} \mathrm{Se}_{3}$ 光电探测器在特定波长和偏振方向下，可以产生 $69.2~mA/W$ 的光电响应率和高达 $10^7%$ 的光电流开关比。 单层 $\alpha$-$\mathrm{In}_{2} \mathrm{Se}_{3}$ 材料特性研究 理论上， $\alpha$-$\mathrm{In}_{2} \mathrm{Se}_{3}$ 具有两种铁电相（WZ’ 和 ZB’），作者对两种单层相的能带结构，铁电极化和光吸收系数进行了计算。其中 ZB’-$\mathrm{In}_{2} \mathrm{Se}_{3}$ 铁电极化强度的计算结果（面内和面外计算极化强度分别为$3.58×10^{−2}$ 和 $7.53×10^{−3}~C/m^{2}$）和实验结果（分别是 $2.67×10^{−2}$ 和 $1.33×10^{−2}~C/m^2$）高度一致。计算结果表明单层 $\alpha$-$\mathrm{In}_{2} \mathrm{Se}_{3}$ 的光吸收系数可以在可见光范围内达到 $10^5~cm^{-1}$，比传统 Si 和 GaAs 型光伏材料的吸收系数大一个数量级。 $\alpha$-$\mathrm{In}_{2} \mathrm{Se}_{3}$ 光探测器中浓度和尺寸依赖的光电响应 作者设计了一个基于单层 $\alpha$-$\mathrm{In}_{2} \mathrm{Se}_{3}$ 的 p-i-n 型光电探测器，研究了在掺杂浓度和中心区本征长度改变的情况下器件光电响应率的变化情况。 结果表明掺杂浓度和中心区本征长度对光电响应的影响并不是单调的，如对WZ’-$\mathrm{In}_{2} \mathrm{Se}_{3}$ 光探测器而言，最佳掺杂浓度和本征区长度分别是 $10^{20}~cm^{-3}$ 和 $8~nm$，而对于 ZB’ […]
环栅硅纳米线场效应晶体管的性能极限
简介 由于环栅（GAA）硅纳米线（NW）场效应晶体管（FET）具有更好的静电栅控能力，它被认为是目前主流硅鳍式晶体管（FinFET）最有潜力的继承者之一。在即将来临的环栅硅纳米线晶体管时代，对硅纳米线晶体管性能极限的探究成为业界关心的问题。本文利用第一性原理量子输运模拟，对一维环栅硅线MOS晶体管的性能极限进行评估，并对其延续摩尔定律的能力给出合理可靠的预测。 使用环栅结构和足够细的硅纳米线沟道可以保证足够强的栅控，在有效抑制短沟道效应的情况下继续晶体管的尺寸缩放。为了方便描述源漏电极对沟道的影响，这里引入特征长度 $\lambda (\sqrt{\alpha \frac{\varepsilon_{ch}}{\varepsilon_{ox}}t_{ch}t_{ox}})$来表示源漏电场在沟道的穿透深度，其中 α 描述栅极几何结构，在单栅（SG）双栅（DG）、三栅（TG）以及环栅情况下，分别取值 1、1/2、1/3、1/4。$t_{ch}$ 和 $t_{ox}$分别代表沟道和栅氧化物的厚度；$\varepsilon_{ch}$ 和$\varepsilon_{ox}$ 分别代表沟道和栅氧化物的介电常数。如图1所示，从三维体材硅（Bulk Si）到单层硅烷（ML silicane）再到一维硅纳米线（1D Si NW），DFT 计算的介电常数从 $13\varepsilon_{0}$（实验值是 $11.9\varepsilon_{0}$）减小到 $2.8\varepsilon_{0}$ 并最终达到 $1.19\varepsilon_{0}$（0.6 纳米直径）。所以，减小硅纳米线的直径是进一步提升 5 nm 栅长下环栅硅纳米线晶体管性能的尝试方向之一。在实验上，硅纳米线的直径已经缩小到 1 nm。 图1 硅的介电系数随材料维度的变化图。 研究内容 本文选择直径为 1 nm 的硅纳米线作晶体管沟道，模拟了如图 2(a) 所示的环栅硅纳米线晶体管模型。经计算，电流集中在纳米线的中心位置（如图2(c)）。因此，除有特殊说明，本文讨论的环栅硅纳米线晶体管电流均为直径归一化处理的结果。如图3所示，在栅长为 5 nm 和 3 nm 的情况下，无论直径还是周长电流归一化方式，环栅硅纳米线晶体管的开态电流都要明显高于理论模拟的三栅硅鳍式晶体管以及双栅单层硅烷晶体管。以 ITRS 要求的高性能器件开态电流为基准，能够满足开态电流标准的三栅硅鳍式晶体管和单层硅烷晶体管，最小栅长均为 5 nm，而达到开态电流标准的环栅硅纳米线晶体管，最小栅长为 3 nm。 图2 (a) 环栅硅纳米线晶体管三维立体图， 沟道采用氢钝化的直径为 1 nm […]
分子动力学在电子材料与器件研究中的应用
创建非晶材料结构 铝隧道结是各种电子设备的关键部件。这些被称为约瑟夫森结（JJ）的超导隧道结是超导量子比特的主要组成部分之一，这是量子计算机竞赛中最受欢迎的量子比特技术。在这项模拟研究中，作者将JJ结构建模为两个铝电极，之间被一层薄的非晶氧化铝隔开，并提出了一项结合分子动力学、原子半经验方法（密度泛函紧束缚）和非平衡格林函数的计算研究，以研究这些结器件的电子结构和电流，尝试理解非晶氧化物势垒的结构如何影响性能和缺点。结果表明，与铝氧配位相关的非晶势垒的原子性质敏感的影响伏安特性、电阻和临界电流。氧化物化学计量数是一个重要参数，可导致电阻和临界电流的几个数量级变化。模拟进一步说明了由于具有相同化学计量、密度和势垒长度的非晶势垒之间原子结构的微小差异而产生的可变性。结果还证实，通过势垒的电荷传输主要由金属传导路径控制。（Lapham, P.; Georgiev, V. P. Computational Study of Oxide Stoichiometry and Variability in the Al/AlOx/Al Tunnel Junction. Nanotechnology 2022, 33 (26), 265201. https://doi.org/10.1088/1361-6528/ac5f2e） 验证制备材料的复杂结构 有关无定形硒结构的结果包含许多不确定性和矛盾，特别是关于聚合链与单体环谁更具优势。由于硒的晶体同素异形体在配位数、键长、键角和二面角方面的相似性，衍射径向分布函数的分析具有不确定性。在这里，作者采用了一种非常不同的方法，通过结构相变分析探讨了热力学不稳定非晶态的分子对称性，使用扫描透射电子显微镜验证了转化的亚稳态和稳定晶体结构的结构。此外，考虑到实验技术无法证实玻璃态半导体中精确的三维原子排列，作者使用基于力场的分子动力学进行了模拟，设计了一种真正的气相沉积过程，利用经验分子气相组成和密度将硒分子沉积到衬底上。模拟得到的气相沉积和熔融淬火样品的径向分布函数与实验非常吻合。实验和分子动力学分析的结合表明，气相沉积和熔融淬火的玻璃态/非晶态硒的结构非常不同，二者的主体分别基于环和链，反映了母相在热力学平衡中的主要结构。（Goldan, A. H., et al. Molecular Structure of Vapor-Deposited Amorphous Selenium. Journal of Applied Physics 2016, 120 (13), 135101. https://doi.org/10.1063/1.4962315） 分子动力学模拟得到的结构。两种颜色分别表示环状与链状结构（a：熔融淬火；b：气相沉积）。 验证分子体系自组装结构 完全芳香的螺旋烯是构建固有手性π-共轭大环纳米碳的有吸引力的构建块。这些迄今罕见的分子结构被认为具有显著的（手性）光学性质、自组装、电荷/自旋传输、诱导环电流或甚至Möbius拓扑结构。本文报道了以角二苯并[5]螺旋烯单元为顶角、以线性反式-苯乙烯-4,4′-二基连接体为边的螺旋手性大环的合成。使用空气AFM的优化PeakForce模式，可以研究螺旋烯环三聚体在HOPG表面上的其他高度移动立体异构体的自组装。无论立体化学如何，发现这些大环的边对边相互作用的强烈偏好在有序的二维纳米晶体中形成非常长的平行一维分子条纹，这一结果也得到了分子动力学模拟的验证。最初引入大环以提高溶解度的六个三苯甲基基团，在大环的自组装中充当关键的“分子Velcro”系统，可以将它们之间的范德华相互作用最大化。（Houska, V., et al. Helicene-Based π-Conjugated Macrocycles: Their […]
使用机器学习势探索金属硫族界面的互扩散
概述 硫族合金是用于下一代非易失性存储单元的选择器和存储元件的关键材料。然而，在工作期间承受的高电场和焦耳加热会促进界面处的相互扩散，器件性能会随着时间的推移降低。在原子尺度上清晰的理解硫族化物合金如何与电极相互作用，有助于搞清楚提高设备长期耐久性的方法。 在这项工作中，作者使用了一组强大的机器学习势（力场）矩张量势（MTPs）来研究 Ge-Se 合金和 Ti 电极之间的相互作用。先前的研究表明，钛和硫族化物合金之间存在强烈的相互作用。这个体系提供了第一个使用机器学习势的测试研究，以理解界面对存储元件和其他纳米级器件耐久性的影响。作者使用主动学习框架，利用 Ti、Ge 和 Se 化合物的第一原理计算的数据集建立了这类体系的MTP势。长时间模拟（>1ns）显示，Ti|Ge−Se 界面处存在明显的相互扩散，Ti和Se都活跃移动，穿过原始界面。Ti和Se的强化学亲和性导致形成明显的 Ti−Se 区域和严重硒耗尽的中心 Ge−Se 区，这种特性不利于选择器。Ti−Se 层的演化可以使用自限生长模型来描述，通过比较不同温度下模拟的有效 Ti-Se 扩散常数，可以发现 Ti-Se 层相互扩散的活化能低至 0.1 eV。 训练 Ti−Ge−Se MTP 训练数据来自分子动力学模拟、几何结构优化和高温主动学习的轨迹。确定了线性拟合超参数，如基集数量、外截止半径和正则化惩罚。对 MTP 的参数进行非线性优化，以提高 MTP 的质量。 MTP 势的测试 每个 MTP 都有两轮测试：初步测试和高级测试。初步测试包括两组：（1）计算训练和测试数据中预测能量（E）和力（f）的方均根误差（RMSE）；（2）所有块体材料的能量-体积响应的质量。高级测试包括两组：（1）确定 MTP 是否能够对 Ge20Se80 结构进行几何结构优化；（2）确定MTP是否能够对 Ti−Ge20Se80 结构进行几何结构优化。 扩散分子动力学 使用 MTP 在 T=500 K 下对 Ti−Ge20Se80 界面的进行 1.5 ns NVT MD […]
用于忆阻器器件的TaOx薄膜中的细丝形成：模拟电子能量损失谱和电子输运
简介 电阻式随机存取存储器（ReRAM）是由金属氧化物结构堆叠在两个相同或不同的顶部和底部电极之间构成。在导电细丝形成电阻的开关机制中，体系在高电阻状态（HRS）和低电阻状态（LRS）之间切换，这取决于离子在金属氧化物上的迁移。导电细丝的断裂会导致HRS，其重新形成会导致LRS。忆阻器件在提高操作速度、更高密度、无波动性、易于集成和低功耗方面具有优势。根据氧空位起重要作用的氧化物层和电极，潜在的机制有所不同。在价态变化存储单元中，电阻开关的原因是基于氧空位（VO）的导电细丝的形成和断裂，相关的具体细节仍然是一个争论的话题。 研究内容 本项研究选择的亚化学计量比的氧化钽（TaOx）因其耐久性、操作速度、以及三重开关机制提供的多个电阻水平，是ReRAM应用的一个有前途的候选材料。TaOx基ReRAM器件的高耐久性是由于稳定的非晶相及其氧空位的自适应晶格重排。最近基于同步加速器的X射线光电子发射电子显微镜证实，TaOx忆阻器件中没有金属Ta细丝的迹象。此外，添加界面层据说可以提供氧缺陷库，并提高电阻开关器件的可靠性。 理论上早已使用第一原理计算研究对诸如Ta2O5、TiO2、HfO2、和NiO等体系进行了研究，不过以假设体系是晶体结构为主。这项研究讨论了原子水平上非晶TaOx中细丝形成的几个问题。为了验证所采用的模型体系，作者从理论上对材料的电子能量损失谱（EELS）进行了表征，并与实验EELS测量结果进行了比较。此外，作者解释了计算和实验观察到的亚化学计量比增加时的蓝移。作者通过电子输运计算研究了亚化学计量非晶结构的细丝形成，通过输运路径的形成详细解释了本征电子输运的结果，其中亚化学计量的TaOx证明了在低偏压下产生氧空位丝。通过建立合适的界面模型体系，研究了与钽（Ta）清除层或直接与氮化钛（TiN）电极的界面效应，包括TaOx/Ta和TaOx/TiN界面处传导机制的详细分析。 无定形TaOx中的透射导丝形成、电子输运路径 四种界面处a) cTa48O120/Ta[100], b) cTa48O120/TiN[100], c) aTa48O120/Ta[100], and d) aTa48O120/TiN[100]的能带排列 参考 Jiang J, Pachter R, Mahalingam K, et al. Filament Formation in TaOx Thin Films for Memristor Device Application: Modeling Electron Energy Loss Spectra and Electron Transport. Advanced Electronic Materials. 2022, 2200828; doi:10.1002/aelm.202200828
二维材料隧穿输运机制的高通量研究【QuantumATK亮点文章】
研究背景 对于后摩尔器件来说，如何降低功耗是器件在微缩尺寸过程中面临的关键挑战之一。受到热载流子输运的限制，传统的场效应晶体管存在 60 mv /dec 的亚阈值摆幅（SS），严重限制了器件的功耗。值得注意的是，基于带间隧穿机制的隧穿场效应晶体管（TFET）是低功耗电子器件的潜在选择。例如，基于 $\mathrm{MoS_2}$ 的 TFET 具有低至 31.1 mV/dec 的陡峭 SS 特性，展现了二维材料在 TFET 中的巨大潜力。然而，如何在材料电子特性与器件性能之间建立模型来描述二者之间的物理关联一直是二维电子学面临的巨大挑战。因此，有必要对材料电子结构与器件输运特性之间的内在机理进行系统的研究，为后摩尔二维器件沟道材料的筛选提供更具体的方向。 基于此，南京理工大学张胜利教授团队提出了一种从原子尺度筛选 TFET 沟道材料的高通量研究策略，通过第一性原理结合非平衡格林函数的方法，系统地探索了二维材料物性与器件输运之间的内在物理关联，通过对材料晶系、电子性质和量子输运的系统考察，揭示了器件亚阈值摆幅与有效质量间的指数依赖关系。该研究结果对发展后摩尔时代二维低功耗电子器件具有重要的指导意义。 研究内容 首先，作者利用第一性原理的高通量计算方法筛选了近 50 种常见的二维材料，并提取了两种可能决定晶体管输运特性的关键电子结构性质，即带隙和有效质量。作者构建了 10 纳米沟道长度的二维 TFET 器件，揭示了因电子特性差异表现出的器件转移特性曲线的显著不同，主要体现在饱和电流以及亚阈值摆幅两个方面，并对上述两个输运特性指标进行划分，展现了位于最佳器件性能区域的材料。 图1. 近50种二维TFET沟道材料及其晶体结构示意图。 为了考察沟道材料中电子与空穴对器件输运性质的影响，本工作定义了简化有效质量 $m_r$，$\frac{1}{m_r}=\frac{1}{m_e}+\frac{1}{m_h}$，其中 $m_e$ 和 $m_h$ 分别为电子和空穴有效质量。作者探究了沟道材料的电子结构对二维 TFET 器件传输特性的影响机理，揭示了带隙、有效质量与器件饱和电流、亚阈值摆幅之间的物理关联。研究结果表明，对于具有相同晶系的二维材料，饱和电流几乎是随着带隙的增大而减小。要想实现高饱和电流和陡峭亚阈值摆幅的器件性能，二维沟道材料需要同时具有小的带隙和大的简化有效质量特征。 图2 二维TFET器件性能与沟道材料物性之间的物理关联。 进一步，将沟道材料按照晶系分为单斜、三角、四方和立方晶系四类，揭示了不同晶系结构下简化有效质量（$m_r$）与亚阈值摆幅（SS）之间的指数函数关系$SS=Ae^{Bm_r}+C$ （A，B，C 为系数）。特别地是，具有正交和三角晶系的二维材料更容易具有陡峭SS特性，当简化有效质量 $m_r<0.2m_0$ 时，展现出沟道材料在二维低功耗 TFET 器件中的应用潜力。通过将材料物性与器件性能关联，能够为设计、寻找到潜在的具有陡峭 SS 特性的二维沟道材料提供理论指导。 小结 该工作提出了一种从原子尺度筛选 TFET 沟道材料的高通量研究策略，利用第一性原理的高通量计算方法，探索了二维材料的隧穿输运机理。通过对近 50 种二维材料构建了 […]
石墨醚纳米带中优异的自旋热电表现【QuantumATK亮点文章】
背景 在自旋相关塞贝克效应（SDSE）中，自旋向上和自旋向下的电子在温度梯度的驱动下沿相反的方向流动，使电荷电流相互抵消，可以在器件中产生纯自旋流。作为一种制造自旋流的高效途径，近年来二维材料中的SDSE被广泛研究，如石墨烯、氮化硼、硅烯、磷烯等。人们一直致力于寻找自旋热电表现更出色的材料平台。 研究内容 作者基于新型二维材料石墨醚的纳米带结构设计构建了两类自旋热电器件，独特的能带结构及输运性质使其在热梯度之下可以产生纯自旋流。 图1 (a) 扶手椅边缘石墨醚纳米带 (AGENR) 的结构图，数字表示纳米带宽度。 (b、c) I型和II型AGENR纳米带的结构，自旋密度分布证实其边缘成功引入了磁性。（d、e）AGENR自旋热电器件的示意图，冷热端的温差为ΔT。 图2 AGENR的 (a) 能带结构和 (b) 透射谱。 (c、d) SDSE的形成机制，自旋向上和向下的电子具有符号相反的电流谱，表征其形成反向的电流。 第一性原理计算表明器件的SDSE对纳米带宽度具有鲁棒性，并表现出高自旋塞贝克系数和巨大的自旋热电优值。 图3 基于不同宽度的I型和II型AGENR器件的热致电流，表现出鲁棒的SDSE。 图4 AGENR器件的（a-d）自旋依赖塞贝克系数和（e、f）自旋热电优值。 小结 本文设计了两类基于石墨醚纳米带（AGENR）的自旋热电子器件，并通过第一性原理计算证实了其优异的自旋热电性能，在自旋热电子学中具有良好的应用前景。 参考文献 Yue Jiang, Yan-Dong Guo, Li-Yan Lin, and Xiao-Hong Yan, A robust spin-dependent Seebeck effect and remarkable spin thermoelectric performance in graphether nanoribbons. Nanoscale, 2022, 14, 10033-10040. https://doi.org/10.1039/d2nr02175g（杂志封面文章） 感谢南京邮电大学郭艳东老师课题组供稿！
Stone-Wales拓扑缺陷增强石墨烯/金属界面的键合与电子耦合（ACS Nano 2022）
摘要 缺陷对材料的功能和性能起着至关重要的作用，但经常缺乏对相关作用的理解。缺陷的浓度通常较低，使得理论研究往往较为困难，其中突出的例子是石墨烯等二维材料的拓扑缺陷。基于石墨烯的（光）电子器件的性能主要取决于接触电极的石墨烯/金属界面特性。这种界面特性，与石墨烯中普遍存在的拓扑缺陷的相关性问题，具有很大的现实意义，但目前还无法回答。 德国马尔堡-菲利普大学J. Michael Gottfried教授与吉森大学André Schirmeisen教授等课题组，将基于AMS软件BAND模块独有的周期性体系键能分解pEDA，以及描述化学键形成导致电荷转移情况的化学价自然轨道（NOCV）方法，结合分子模型系统的实验研究相结合，对Stone-Wales拓扑缺陷进行了研究。 研究表明，与常规石墨烯相比，嵌入的缺陷与铜表面之间的键合、电子转移得到显著增强。这些发现通过分子模型得到了实验证实，其中S-W缺陷以天青烯代表，理想的石墨烯结构使用其异构体芘代表。实验相互作用能、电子结构分析和吸附距离的差异，定量地证实了缺陷对键合的控制。 该研究揭示了缺陷对石墨烯/金属界面电子耦合的重要作用，并表明拓扑缺陷工程在性能控制方面的潜在应用价值。 参考文献 Topological Stone–Wales Defects Enhance Bonding and Electronic Coupling at the Graphene/Metal Interface, Benedikt P. KleinAlexander IhleStefan R. KachelLukas RuppenthalSamuel J. HallLars SattlerSebastian M. WeberJan HerritschAndrea JaegermannDaniel EbelingReinhard J. MaurerGerhard HiltRalf Tonner-ZechAndré Schirmeisen*J. Michael Gottfried*, ACS Nano, DOI: 10.1021/acsnano.2c01952
稀土掺杂单层二硫化钨的电子和光学性质【QuantumATK亮点文章】
概述 此项研究了计算了含钬取代杂质（HoW）单层二硫化钨（WS2）的电学和光学性质。虽然 Ho 比 W 大得多，但使用包括自旋-轨道耦合的密度泛函理论（DFT）表明 Ho:SL WS2 是稳定的。自旋分辨 DFT 计算给出 Ho 杂质的磁矩为 4.75µB。在光谱中识别出的光学选择规则与用群论推导的光学选择规则完全匹配。中性杂质的存在导致了带结构中具有f轨道特征的局域杂质态（LIS）。利用 Kubo-Greenwood 公式计算得到的光学响应 χ‖ 和 χ⊥ 的平面内和平面外分量中获得了类似原子的尖锐跃迁，光学谐振峰与实验数据吻合良好。 研究内容 图1.（a）8×8×1 SL WS2 超胞中 HoW 杂质示意图。（b）本征 SL WS2 的能带和态密度，显示面内带隙 1.6 eV，面外带隙3.2 eV。 价带边缘由于自旋轨道耦合（SOC）发生了大小为 433 meV 的劈裂。DOS 中的灰色区域为总态密度，红线为 W 的 d 轨道；蓝线为 S 的 p 轨道，黑线为二者之和。（c）本征 WS2 的光学响应，显示了面内和面外的带隙。 图2. HoW 掺杂的 8×8×1 WS2 超胞的能带和态密度。灰色区域为总态密度，彩色曲线为态密度投影（蓝：Ho 原子的f轨道；绿：邻近 S 原子的 p 轨道；红：次紧邻 W 原子的 […]
利用机器学习原子间势实现单层MoS2–WS2合金的热性能模拟【QuantumATK亮点文章】
背景 二维量子材料有望改变传统电子学，实现涵盖化学科学的广泛应用。为了研究单层（1L）或多层过渡金属二卤化物（TMD）中的热输运，作者探索了密度泛函理论（DFT）和训练算法的结合，生成了模拟 1L-MoS2、1L-WS2 及其合金（混合结构）的矩张量势（MTP）力场，并展示了理论技术的协同将在该领域发挥重要作用。从高性能计算的角度来看，所产生的非常方便的原子间势（或分子间势），可用于预测量子材料对热扰动或其他驱动力的响应。 研究内容 作者将数百个来自原子位置微扰和分子动力学轨迹的单层结构作为训练集用于 MTP 力场的训练，对比了用所得到的 MTP 力场计算的声子性质与 DFT 和 SW 力场计算的结果。训练得到的 MTP 力场很好的描述了体系的振动特性及其热导率。 图：多种方法得到的声子谱对比。 图：多种方法计算得到的特定声子振动模式频率随组分的变化。 作者将得到的 MTP 力场用于晶格声子热导率的计算，对比了非平衡分子动力学（NEMD）和非平衡格林函数（NEGF）两种方法的结果。 图：将 MTP 机器学习力场用于NEMD和NEGF方法的热导率计算。 结论 作者的结果表明，机器学习的 MTP 力场可以准确地再现原始和合金 1L TMD 的声子结构和热传输特性。1L-MoxW1-xS2 合金结构在不同浓度下具有独特的声子谱特征，但观察到的热传输特性对组分的依赖性非常低，这使得通过混合不同原子种类来设计类似材料的热传输特性成为可能。此外，2D 合金结构对硫空位不敏感，热导率几乎不受硫空位的影响，这一行为可能有助于微调材料的热性能，以用于热管理和能量存储和转换应用。这也提示我们可以不依赖于获得无缺陷晶体材料的昂贵技术来制造器件。最后，模拟精度在更大程度上取决于参考 DFT 方法和训练集，因此，对于实际模拟体系来说，可以不需要计算成本高、冗长的优化步骤，就能获得合理的结果。 参考 Juan M. Marmolejo-Tejada et al. Thermal properties of single-layer MoS2–WS2 alloys enabled by machine-learned interatomic potentials. Chem. Commun., 2022, 58, 6902–6905. https://doi.org/10.1039/D2CC02519A更多信息：机器学习力场ML-MTPs与流程自动化新兴的低维电子材料研究