A theoretical study of strained monolayer transition metal dichalcogenides based on simple band structures

Bu tezin amacı iki boyutlu geçiş metali kalkojenitlerinin (GMD) uygulanan gerinim altında optoelektronik ve geometrik bant özelliklerinin incelenmesidir. Öncelikle iki bant k · p metodu kullanarak asılı MoS 2 , MoSe 2 , WS 2 ve WSe 2 tek katmanlarında K vadisi optik nitelikleri için birçok gerinim tipi incelendi. Bu basit bant yapısını kullanarak ve varyasyonel düzeyde exitonları hesaba katarak uygun gerinimli örnekler için geniş bir aralıkta benzer photoluminesence verisi elde ettik. Bu modele göre kayma gerinimi, band aralığında veya etkin kütlede hiçbir değişim içermeyerek vadi üzerinde sadece topluca bir dalga vektörü yerdeğişimine sebep olurken, hidrostatik bileşeni üzerinden optoelektronik özellikleri etkiler. Ayrıca esnek alttaşlarda Poisson etkisinin varlığı ya da yokluğu rapor edilen ölçümler için ayrı ayrı incelenmiştir. Buna ek olarak, dairesel kutuplaşma seçiciliğinin açıcı/büzücü gerinimi sayesinde direkt geçiş başlangıcı üstü enerjiler için bozulduğunu/iyileştiğini öngörüyoruz. GMDler diğer ilgi çekici özellikleri yanında geometrik band etkilerini vasıtasız mümkün kılmaktadır. Bu özelliğin gerinim kullanılarak ihtiyaca göre uyarlanması ve geliştirilmesi için çabalar devam etmektedir. İkinci bölümde gerinimli GMDlerin dairesel çiftrenklilik, Berry eğriliği ve yörünge manyetik momentini değerlendirmek için spinsiz iki, üç bant ve spinli dört bant bantyapı yöntemlerinden uygun olanı kullandık. Öncelikle MoS 2 , MoSe 2 , WS 2 ve WSe 2 için yakında yayınlanmış olan ab initio ve deneysel bant özelliklerine dayanan yeni bir k ·p parametre seti tespit ettik. Setin geçerlilik aralığı bu GMDlerin büyük çoğunluğunda hem değerlik ve hem de iletim bandı için K vadisi kenarından birkaç yüz milielektronvolt yukarısına uzanmaktadır. Bunu Brillouin bölgesinin daha geniş bir kısmına yaymak amacıyla mevcut üç bant sıkı bağ Hamiltonyene gerinim ilave ettik. Bunlara dayanarak; çift eksenli 2.5% çekme gerinimi uygulanması durumunda hem Berry eğriliği hem de yörünge manyetik momenti gerinimsiz değerlerine oranla ikiye katlanabileceğini gösterdik. Bu geliştirilmiş basit bant yapı gereçleri, gerinimli GMD tek katmanlarında ge- ometrik band etkilerinin aygıt modellemesi için uygun olabilir.