近期，研究人員提出了一個(gè)分析帶計(jì)算（analytical band calculation, ABC）模型來研究單層二硫化鉬的帶結(jié)構(gòu)。對(duì)于二維（2D）材料來說，一個(gè)半導(dǎo)體層的厚度約為一個(gè)原子層的厚度。2D材料因其在未來晶體管制造過程中的潛在應(yīng)用而獲得關(guān)注。2020年國(guó)際器件和系統(tǒng)路線圖（International Roadmap for Devices and Systems, IRDS）預(yù)測(cè)，到2028年，2D材料將成為通道材料技術(shù)和CMOS二維器件應(yīng)用的最佳選擇。
2D材料，指的是原子層的厚度，是由每一層的原子相互作用形成的分層材料。范德華力作用于各層之間。與分子間的共價(jià)鍵相比，范德華力極小，各層容易剝離，這有助于用機(jī)械技術(shù)獲得少層或單層的二維材料。常見的二維材料包括石墨烯、硅烯、六方氮化硼、過渡金屬二鈣化物（TMD）和具有半導(dǎo)體特性的黑磷（BP）。
單層二硫化鉬為緊密堆積的六邊形結(jié)構(gòu)。二硫化鉬的一層是由鉬原子和硫原子包裝的ABA形式，厚度約為3.19埃。二硫化鉬的單元格就像兩個(gè)相連的三角形金字塔形式，上下兩層的硫原子顯示出六分之一的單元格，中心是一個(gè)鉬原子。
使用一個(gè)新的緊湊的帶狀模型，具有更簡(jiǎn)單的計(jì)算步驟和更小的計(jì)算時(shí)間，可以分析和理解新材料的特性，以進(jìn)一步應(yīng)用于TCAD器件仿真和IRDS 2020中指出的二維器件的SPICE模型。
這項(xiàng)研究提出的ABC模型在帶狀結(jié)構(gòu)計(jì)算上呈現(xiàn)出三重對(duì)稱性，這符合FP模型的計(jì)算結(jié)果。以Ridley模型為邊界條件的ABC模型比以Esseni模型為邊界條件的ABC模型能更好地ft單層MoS2的FP帶結(jié)構(gòu)。
ABC模型可以被推廣到n倍對(duì)稱性，以適用于各種二維半導(dǎo)體材料。ABC模型有望與各種二維半導(dǎo)體材料的FP帶結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果相當(dāng)好。最后，ABC模型可以進(jìn)一步用于計(jì)算各種二維半導(dǎo)體材料的關(guān)鍵物理量，如載流子遷移率和彈道電流。
這項(xiàng)題為“Band structure of molybdenum disulfide: from first principle to analytical band model”的研究已經(jīng)發(fā)表在《Computational Electronics》雜志上（2022）。這項(xiàng)研究是由國(guó)立中興大學(xué)的Cheng?Hsien Yang, Yun?Fang Chung, Yen?Shuo Su, Kuan?Ting Chen, Yi?Sheng Huang和Shu?Tong Chang等人展開。
