1、石墨烯作為世界上已知的最薄最堅硬的納米材料，其優(yōu)異的特性，如極高的熱導、常溫下極高的電子遷移率等，讓它成為了本世紀初最火熱的課題之一。然而它禁帶寬度為0的能帶結構也成為了它的“瑕疵”，并阻礙了它的應用。例如在場效應管方面，由石墨烯做成的場效應管無法快速地斷開，而且它的電流通/斷轉換速率較低。作為新型二維材料的一員，二維過渡金屬硫族化合物（TMDCs）的發(fā)現，很好地補充了石墨烯這方面的不足。
　　二維過渡金屬硫族化合物是一種由過渡金

2、屬原子和硫族原子形成的具有類石墨烯六角蜂巢的準二維結構層狀材料。研究表明，不同于0禁帶寬度的原始石墨烯，許多單層的二維過渡金屬硫族化合物具有一個1~2eV的禁帶寬度。這讓它們在電子器件和光致發(fā)光方面有著不錯的應用前景。然而，由于材料的尺寸以及制取工藝等原因，通過實驗方法來獲得很多二維材料的性質將變得非常困難。因此可以從理論上對二維材料性質的研究，為它的應用提供理論依據。本文主要是利用基于密度泛函理論的第一性原理計算方法研究了八類過渡金屬

3、硫族化合物單層和雙層結構的電子性質和力學性質，同時采用不同的計算泛函來研究不同計算方法對計算結果的影響。然后研究雙層堆疊對結構和性質的影響。并進行了不同泛函下雙層材料電子性質和力學性質的對比。具體內容如下：
　　1.首先我們需要對八種2H形態(tài)的MX2（其中M=Mo,W;X=O,S,Se,Ts）形式的單層過渡金屬而硫化物的結構進行確定，因此我們利用第一性原理計算對初始模型進行了優(yōu)化，得到了它們的能量最低穩(wěn)定結構。然后對這些優(yōu)化結構的

4、單層TMDCs進行了電子結構的計算，得出了它們的能帶結構。能帶結構表明，八種單層TMDCs都具有半導體性質，而且除了氧化物外，其他六種都在k點處有直接帶隙。其次為了分析同類單層材料之間帶隙和楊氏模量變化規(guī)律的內在機制，我們進行了巴德電荷分析。最后分別用LDA，PBE，optB88方法計算出了它們的楊氏模量和泊松比等參數。通過對獲得單層結構與石墨烯在理論計算上楊氏模量和泊松比的值得對比，發(fā)現了單層TMDCs材料具有優(yōu)秀的力學性質。

5、　　2.利用第一性原理計算研究了雙層結構的性質以及單層結構的雙層堆疊對性質的影響。同樣首先對結構進行了優(yōu)化。然后對八種雙層TMDCs在AA1堆疊方式下的電子結構進行了研究。得出了它們的能帶結構。能帶結構表明，除氧化物和雙層WTe2外，其它TMDCs由單層堆疊為雙層都會導致能帶結構充直接帶隙到間接帶隙的轉變。同時我們還發(fā)現雙層的堆疊會導致禁帶寬度的減小。最后我們對八種雙層TMDCs在五種不同構型下的力學性質進行了分析。通過計算我們發(fā)現，堆