1. 本选题研究的目的及意义
二维材料因其独特的结构和新奇的物理化学性质，近年来引起了人们的广泛关注。
作为一种典型的二维材料，单层二硫化钼（MoS2）展现出许多优异的性质，例如可调谐的带隙、高载流子迁移率、强的光物质相互作用等，在电子、光电子、催化等领域具有巨大的应用潜力。
本选题旨在通过理论计算研究单层MoS2的电子能带结构和光学特性，揭示其内在物理机制，为其在光电子器件、能源存储和转换等领域的应用提供理论指导。
2. 本选题国内外研究状况综述
#本选题国内外研究状况综述近年来，二维材料因其独特的物理化学性质受到了广泛关注，其中单层二硫化钼(MoS2)作为一种典型的二维材料，展现出巨大的应用潜力，对其电子能带结构及光学特性的研究也成为了国内外学者关注的热点。
1. 国内研究现状
国内学者在单层MoS2的电子能带结构和光学特性方面取得了一系列重要进展。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
#本选题研究的主要内容本研究将采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法，对单层MoS2的电子能带结构和光学特性进行系统研究，具体内容如下：
1.单层MoS2的结构优化和电子能带结构计算:首先，利用DFT方法对单层MoS2进行结构优化，得到其稳定的晶格结构。
在此基础上，计算单层MoS2的电子能带结构，分析其带隙特征、价带和导带的组成，并计算其载流子有效质量等关键参数，为后续的光学性质研究奠定基础。
2.单层MoS2的光学性质计算:基于DFT计算得到的电子能带结构，进一步计算单层MoS2的介电函数、吸收光谱、反射光谱等光学性质。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论计算与数值模拟相结合的方法。
首先，利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算软件(如VASP、QuantumESPRESSO等)对单层MoS2进行结构优化和电子能带结构计算。
在计算过程中，将采用平面波赝势方法描述离子实与价电子之间的相互作用，并选择合适的交换关联泛函(如HSE06杂化泛函)来提高计算精度。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.系统研究应变和缺陷对单层MoS2电子能带结构和光学特性的协同影响:将不仅研究单一因素的影响，还将探索应变和缺陷之间的相互作用对材料性质的影响，例如缺陷在应变下的演化行为、应变对缺陷态的影响等，为更全面地理解和调控单层MoS2的性质提供理论依据。
2.结合机器学习方法优化单层MoS2的光学性质:将尝试结合机器学习方法，例如人工神经网络、支持向量机等，建立电子能带结构与光学性质之间的映射关系，用于预测材料在不同条件下的光学性质，并指导材料的设计和优化。
3.探索单层MoS2在新型光电子器件中的应用:基于理论计算结果，提出将单层MoS2应用于新型光电子器件的方案，例如柔性太阳能电池、光电探测器、发光二极管等，并通过模拟计算评估器件的性能，为实验研究提供理论指导。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
1. 刘忠, 吕兴帅, 王晓辉, 等. 二维材料的电子结构和光学性质[J]. 物理学报, 2018, 67(13): 137801.
2. 张艳玲, 王海宾, 高瑞, 等. 二维材料MoS2的电子结构和光学性质研究[J]. 功能材料, 2016, 47(8): 08037-08041.
3. 王文超, 张志勇, 顾长志. 二维MoS2的电子结构、光学性质及其应用研究进展[J]. 材料导报, 2015, 29(11): 16-21.
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