异质结

由两种或多种不同材料拼接而成，分成垂直和横向异质结，不同材料之间要求晶格失配度$<$ 5%。

• 以 GaAs/AlAs 为例（晶格常数相近）：

  1. 从数据库分别导入 GaAs 和 AlAs 体材料结构：在菜单中依次点击文件→从在线数据库导入→选择对应元素并搜素→选择晶胞并载入;
  2. 结构组合：在菜单栏中依次点击建模→构建异质结构→依次添加结构→堆叠方向选c（垂直搭建）→ 详细设置中选择新的晶格常数。

构建异质结

参数设置

• 以 Fe/TiC 共格界面为例（晶格常数相差大）：

  1. 从数据库分别导入 Fe 和 TiC 体材料结构：在菜单中依次点击文件→从在线数据库导入→选择对应元素并搜素→选择晶胞并载入;
  2. 计算晶格失配度：分别读取结构的晶格常数，例子中 Fe 为 a=b=c=2.840,TiC 为 a=b=c=4.336，晶格失配度为（4.336-2.840）/4.336 ≈ 35%；
  3. 扩胞：因晶格常数相差较大，较高失配度可以通过扩胞处理，寻找晶格常数的最小公倍数。在菜单栏中依次点击建模→建立超胞→设置扩胞方向及大小；

  扩胞大小	Fe 超胞晶格常数	TiC 超胞晶格常数
  1×1×1	2.840	4.336
  2×2×2	5.680	8.671
  3×3×3	8.520	13.008
  4×4×4	11.360	17.344
  5×5×5	14.200	21.680

  4. 计算晶格失配度：扩胞发现 Fe 的 3×3×3 超胞和 TiC 的 2×2×2 超胞的晶格常数相近，晶格失配度为（8.671-8.520）/8.671 ≈ 1.7%；
  5. 结构组合：在菜单栏中依次点击建模→构建异质结构→依次添加结构→异质结方向选c（垂直搭建）→ 详细设置中选择新的晶格常数。

构建异质结

参数设置

• 以 MoS₂/石墨烯层间二维异质结为例（晶格常数相差大）：

  1. 分别导入单层石墨烯和 MoS₂ 结构：可以从在线数据库中导入，并进行二维材料建模，在菜单中依次点击文件→从在线数据库导入→选择对应元素并搜素→选择晶胞并载入;
  2. 计算晶格失配度：分别读取结构的晶格常数，例子中石墨烯为 a=b=2.468,MoS₂ 为 a=b=3.19，晶格失配度为（3.19-2.468）/3.19 ≈ 23%；
  3. 扩胞：因晶格常数相差较大，较高失配度可以通过扩胞处理，寻找晶格常数的最小公倍数。在菜单栏中依次点击建模→建立超胞→设置扩胞方向及大小；

  扩胞大小	石墨烯超胞晶格常数	MoS2超胞晶格常数
  1×1×1	2.468	3.19
  2×2×1	4.936	6.38
  3×3×1	7.404	9.57
  4×4×1	9.872	12.76
  5×5×1	12.340	15.95

  4. 计算晶格失配度：扩胞发现石墨烯的 4×4×1 超胞和 MoS₂ 的 3×3×1 超胞的晶格常数相近，晶格失配度为（9.872-9.57）/9.872 ≈ 3%；
  5. 结构组合：在菜单栏中依次点击建模→构建异质结构→依次添加结构→异质结方向选c（垂直搭建）→ 晶格匹配方式选择保持厚度不变→ 处理方式选择二维材料→ 将异质结构层间分开，需要设置真空层厚度，第 1 层为层间距离设置，第 2 层为晶胞间的距离 → 详细设置中选择新的晶格常数。

构建异质结

参数设置