Особенности электронных и оптических свойств гетероструктур на основе дихалькогенидов молибдена тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Суханова Екатерина Владимировна

• Суханова Екатерина Владимировна
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Суханова Екатерина Владимировна

Введение

Глава 1 Двумерные наноматериалы и гетероструктуры на их основе

1.1 Двумерные наноматериалы

1.2 Гетероструктуры на основе двумерных наноматериалов

1.3 Граница раздела между двумерными наноматериалами

1.3.1 Граница раздела полупроводник/полупроводник

1.3.2 Граница раздела металл/полупроводник

1.4 Выводы к Главе

Глава 2 Методы исследования

2.1 Теория функционала электронной плотности

2.1.1 Задача многих тел в квантовой физике

2.1.2 Теория функционала электронной плотности

2.1.3 Основные приближения теории функционала электронной плотности

2.1.1 Учет Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий

Алгоритм проведения квантово-механических расчетов в рамках теории функционала электронной плотности

2.1.3 Применение ТФП для моделирования свойств гетероструктур

2.2 Эволюционный алгоритм для поиска стабильных структур

2.3 Построение элементарной ячейки гетероструктуры

2.3.1 Алгоритм построения элементарной ячейки гетероструктуры

Применение алгоритма для построения элементарной ячейки гетероструктуры g-CзN4/MoS2

2.4 Выводы к Главе

Глава 3 Вертикальные гетероструктуры на основе дихалькогенидов молибдена

3.1 Введение

3.2 Параметры расчета

3.3 Гетероструктуры на основе графена и допированных атомами галогена монослоев дихалькогенидов молибдена

3.3.1 Свойства монослоев дисульфида и диселенида молибдена, допированных атомами галогена

Свойства гетероструктур на основе графена и допированных атомами галогенов монослоев MoS2 и MoSe2

3.4 Гетероструктура Hf2CO2/MoS2

3.4.1 Свойства гетероструктуры Hf2CO2/MoS2

3.4.2 Влияние обратимой двухосной деформации на свойства гетероструктуры

Hf2CO2/MoS2

3.4.3 Влияние изменения расстояния между компонентами гетероструктуры Hf2CO2/MoS2 на ее свойства

3.4.4 Влияние внешнего электрического поля на свойства гетероструктуры Hf2CO2/MoS2

3.5 Гетероструктура MoSe2/PTCDA

3.6 Выводы к главе

Глава 4 Латеральные гетероструктуры на основе дисульфида молибдена

4.1 Введение

4.2 Параметры расчета

4.3 Предсказание атомной структуры двумерных материалов в системе «Мо^»

4.4 Свойства латеральных гетероструктур H-MoS2/Cm-MoзS4

4.5 Выводы к главе

Заключение

Благодарности

Список цитируемой литературы

Приложение А

Приложение Б

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности электронных и оптических свойств гетероструктур на основе дихалькогенидов молибдена»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и степень разработанности темы исследования. Тенденция к миниатюризации электронных устройств, сформулированная еще в 1959 году Ричардом Фейманом [1], вызвана стремлением к повышению энергоэффективности, быстродействия и производительности современных приборов и привела к увеличению интереса к низкоразмерным материалам, в том числе к двумерным (2D) наноструктурам, обладающим уникальными физическими, химическими и оптическими свойствами, которые возникают из-за размерных и поверхностных эффектов и являются уникальными, поскольку могут быть не характерны для объемных материалов того же химического состава. С момента первого экспериментального получения монослоя графена в 2004 году [2] многие двумерные наноструктуры были не только теоретически предсказаны, но и успешно экспериментально синтезированы, и каждый год семейство двумерных структур неизменно пополняется новыми представителями [3-5]. На сегодняшний день можно выделить несколько семейств двумерных наноматериалов, заслуживших особое внимание исследователей, среди которых отдельно стоит отметить графен [2], дихалькогениды переходных металлов (ДИМ) [6] и материалы из класса максенов (MXenes) [7] благодаря уникальным физико-химическим свойствам и хорошо развитым методам синтеза высококачественных образцов. .

Однако стоит отметить, что непосредственное применение двумерных наноматериалов в электронных приборах сопряжено с несколькими трудностями, например, при осаждении металлических электродов на полупроводниковые 2D наноматериалы могут наблюдаться высокие контактные сопротивления из-за возникающего барьера Шоттки [8,9]. Кроме того, многие двумерные наноматериалы могут легко окисляться при воздействии воздуха [10-12], а свойства создаваемых устройств в значительной степени зависят от качества поверхности двумерной наноструктуры. Поэтому для расширения областей возможного применения двумерных наноматериалов, а также повышения производительности существующих устройств на их основе предстоит решить несколько важных задач, среди которых отдельно стоит выделить контроль состояния поверхности наноструктуры (например, наличия и количества дефектов) и модификация свойств материала под заданные цели.

Известно множество возможных способов контролируемого изменения свойств двумерных наноматериалов, одним из которых является создание различных гетероструктур на основе 2D наноматериалов с помощью комбинирования слоев различного состава подобно строительным блокам как в направлении плоскости двумерных

наноматериалов (планарные или латеральные гетероструктуры), так и в вертикальном направлении (вертикальные или ван-дер-Ваальсовы гетероструктуры). Латеральные гетероструктуры могут быть получены за счет межфазного контакта, например методом эпитаксиального роста [13], и необходимым условием создания высококачественных устройств на их основе является небольшое несовпадение параметров элементарной решетки отдельных компонент гетероструктуры и схожая атомная структура [14]. Стоит отметить, что характеристики латеральных гетероструктур в значительной степени зависят от качества границ раздела между компонентами, и наиболее предпочтительны атомарно гладкие границы между отдельными компонентами [15]. Существование вертикальных наноструктур возможно благодаря отсутствию оборванных связей на поверхности двумерных наноматериалов. Отдельные компоненты в вертикальных гетероструктурах связаны слабыми ван-дер-Ваальсовыми взаимодействиями, а значит нет строгих ограничений на величину несовпадения параметров элементарной решетки. Такие слоистые структуры могут быть получены с помощью послойной сборки слоев, например, методом механического трансфера, химического осаждения из газовой фазы (СУО) [16,17]. В получившихся структурах возможно не только сохранение свойств каждого отдельного компонента, но и появление совершенно новых физических эффектов. Интересными представляются гетероструктуры не только на основе неорганических компонент, но гетероструктуры на основе 2Б-материалов и органических полупроводников, поскольку помимо широкого многообразия органических соединений, преимуществами молекулярной функционализации являются дешевизна и простота синтеза органических компонент, неразрушимость и превосходная управляемость метода, низкая стоимость, а также экологичное и легко масштабируемое производство. А при помощи подбора функциональной группы можно легко настраивать свойства органических молекул. Органические молекулы могут связываться с поверхностью двумерных наноматериалов как с помощью ковалентных связей, так и с помощью слабых ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Преимуществом ковалентной функционализации является высокая стабильность, в то же время при нековалентном связывании возможно сохранение характеристик материала. В таких структурах молекулярный слой выступает в качестве двумерного молекулярного кристалла.

Обилие существующих наноматериалов позволяет создать широкое разнообразие гетероструктур, свойства и характеристики которых нуждаются в оценке. В решении данной проблемы ключевую роль играет компьютерное моделирование, которое позволяет с высокой степенью точности описывать эволюцию свойств наноматериалов при их совмещении [18]. В связи с этим эффекты и физические явления, возникающие на границе

5

раздела двумерных наноматериалов, требуют детального изучения. Успешное получение фундаментальной информации о свойствах и эффектах в таких гибридных материалах позволит приблизить их внедрение в качестве элементов нано- и оптоэлектроники.

Актуальность работы обусловлена проведением детального анализа свойств многообещающих гетероструктур на основе дихалькогенидов переходных металлов для последующей разработки многофункциональных искусственных нейронных систем, биомимикрирующих устройство и отдельные функции человеческого мозга, повсеместного внедрения технологий искусственного интеллекта, которое является одним из приоритетных направлений в национальной стратегии развития. Детальное теоретическое исследование свойств гетероструктур на основе перспективных двумерных наноматериалов призвано ускорить создание и внедрение элементов для многофункциональных искусственных нейронных систем.

Целью диссертационной работы являлось проведение теоретического исследования свойств гетероструктур, содержащих в составе монослой дихалькогенида молибдена.

Для достижения поставленной цели в ходе проведения исследования были сформулированы следующие задачи:

1. Изучить влияние наличия дефектов замещения атомов халькогена Se) на атомы галогена (Р, О, Br, I) на структурные и электронные свойства монослоев дисульфида и диселенида молибдена.

2. Изучить влияние дефектов замещения в монослоях дисульфида и диселенида молибдена на электронные свойства их гетероструктур с графеном.

3. Разработать программный пакет для построения ячеек латеральных и вертикальных гетероструктур для проведения моделирования в рамках периодичных граничных условий.

4. Изучить влияние обратимых внешних воздействий (двухосная деформация сжатия и растяжения, изменение межслоевого расстояния, приложение внешнего электрического поля) на электронные и оптические свойства гетероструктур дисульфид молибдена/Hf2CO2.

5. Изучить электронные и оптические свойства вертикальной гетероструктуры диселенид молибдена/монослой молекул диангидрид 3,4,9,10-перилентетракарбоновой кислоты (PTCDA).

6. Провести поиск новых двумерных структур состава «молибден-сера» с использованием эволюционного алгоритма, реализованного в программном пакете USPEX. Провести исследование стабильности и электронных свойств предсказанных структур.

7. Изучить свойства латеральных гетероструктур на основе H-фазы дисульфида молибдена и предсказанной новой двумерной фазы Cm-Mo3S4.

Научная новизна работы. При выполнении исследования впервые был предложен новый двумерный наноматериал M03S4, проявляющий металлические свойства, который может образовывать атомарно гладкие границы раздела с полупроводниковой фазой дисульфида молибдена. Впервые была показана возможность индуцирования спиновой поляризации на графене путем создания совместных гетероструктур с допированными атомами галогенов монослоями дисульфида и диселенида молибдена. Была показана возможность контролируемого изменения электронных и оптических свойств гетероструктуры на основе монослоя из семейства максенов и монослоя дисульфида молибдена путем приложения обратимой двухосной деформации растяжения и сжатия. В диссертационной работе впервые были описаны электронные и оптические свойства гетероструктуры на основе диселенида молибдена и органического монослоя молекул PTCDA.

Основные методы исследования. Программный пакет «Программа подбора геометрий слоистых наноматериалов и автоматического определения их свойств», а также вспомогательные программы для обработки полученных результатов были написаны на высокоуровневом языке Python3. Основные квантово-механические расчёты были выполнены с использованием метода функционала электронной плотности, реализованного в программном пакете VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package). Предсказание термодинамически стабильных структур заданного и переменного состава проводилось с использованием эволюционного алгоритма, реализованного в программе USPEX. Построение спектров фононных колебаний проводилось с использованием пакета Phonopy.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Исследованы гетероструктуры MoS2/графен и MoSe2/графен, в которых слой халькогенида молибдена допирован одиночным атомом галогена (F, Cl, Br, и I). Показано возникновение индуцированной спиновой поляризации на графене вблизи уровня Ферми. Значительная спиновая поляризация вблизи энергии Ферми и легирование n-типа наблюдались в слое графена в гетероструктуре MoSe2/графен, в которой слой MoSe2 легирован атомом йода.

2. Теоретически изучены структурные и физико-химические характеристики гетероструктуры MoSe2/PTCDA, состоящей из двумерных неорганических и молекулярно-органических полупроводников. Особенности изменения электронных свойств мономолекулярного слоя PTCDA на поверхности MoSe2 были описаны с помощью теории функционала плотности. Количественный анализ переноса заряда между компонентами

7

гетероструктуры позволил объяснить особенности взаимодействия между слоями. Изучение оптических характеристик гетероструктуры выявило расширение спектра поглощения в инфракрасном диапазоне.

3. При помощи непредвзятого машинного поиска предложена новая двухмерная метастабильная проводящая фаза Cда-MoзS4. Исследование латеральных гетероструктур с полупроводниковой фазой H-MoS2 показало, что в области контакта наблюдается переход краевых атомов H-MoS2 в проводящие состояния, а также сохранение проводящих свойств Cm-MoзS4, что позволяет рассматривать предложенную фазу как перспективный материал контакта для полупроводниковой фазы H-MoS2.

4. Созданная программа для подбора параметров гетероструктуры использована для создания гетероструктуры Hf2CO2/MoS2 и анализа ее свойств под действием двухосной деформации, изменения межслойного расстояния и электрического поля. Моделирование свойств гетероструктуры Hf2CO2/MoS2 показало, что поперечное растяжение приводит к гетеропереходу I типа, поперечное сжатие - к гетеропереходу II типа, а внешнее электрическое поле оказывает нелинейное воздействие на тип гетероперехода. Проведенное теоретическое исследование показывает возможность создания гетероструктур I и II типов, состоящих из монослоев Hf2CO2 и MoS2, для новых наноустройств фотоники, электроники, оптоэлектроники и нейроморфных приложений с обратимо изменяемым типом гетероперехода.

Практическая и теоретическая значимости работы. Полученные в ходе выполнения диссертационной работы теоретические результаты могут быть применены при последующем экспериментальном синтезе изученных гетероструктур. Проведенное детальное исследование свойств гетероструктур позволит облегчить процесс экспериментального поиска подходящих составов и материалов, а также ускорить процесс внедрения нейроморфных устройств для развития технологий искусственного интеллекта. В ходе выполнения диссертационной работы была разработана программа для ЭВМ для подбора геометрий слоистых наноматериалов и автоматического определения их свойств, которая в дальнейшем может применяться для исследования свойств как латеральных, так и вертикальных гетероструктур.

Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (гранты 23-23-00490, 18-7310135) и РФФИ (грант 20-53-05009).

Обоснованность и достоверность. Достоверность научных результатов обусловлена использованием апробированных и хорошо зарекомендовавших себя методов проведения квантово-химических расчетов и методов теоретического исследования

свойств наноматериалов, обладающих высоким уровнем точности и демонстрирующих

высокую степень согласия с экспериментальными данными.

Апробация. Основные результаты работы представлены на следующих

международных и всероссийских конференциях:

• XX Ежегодная молодежная конференция c международным участием ИБХФ РАН-ВУЗы "БИОХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА", IV симпозиум "СОВРЕМЕННОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ" (16-18 ноября 2020 г.), стендовый доклад «Спиновая поляризация в гетероструктурах графен/МоХ2* (X = S, Se; * = F, Cl, Br, I)"» (Суханова Е.В., Попов З.И., Квашнин Д.Г.);

• Проблемы физики твердого тела и высоких давлений, Сочи, Россия (18.09.20-27.09.20), устный доклад «Теоретическое исследование особенностей атомной структуры и электронных свойств гетероструктур на основе графена и допированных атомами галогена монослоев дихалькогенида молибдена» (Суханова Е.В., Попов З.И., Квашнин Д.Г.);

• XXI Ежегодная молодежная конференция c международным участием ИБХФ РАН-ВУЗы, "БИОХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА" (15.11.2021-16.11.2021), устный доклад «Новые двумерные фазы Mo-S» (Суханова Е.В., Квашнин Д.Г., Попов З.И.);

• XXXVI International Conference on Interaction of Intense Energy Fluxes with Matter (ELBRUS 2021) (01.03.2021-06.03.2021), стендовый доклад «Induced spin polarization in graphene via interaction with halogen doped MoS2 and MoSe2 monolayers» (E.V. Sukhanova, D.G. Kvashnin and Z.I. Popov);

• Webinar on Graphene Technology iGRAPHENE 2021 (24.03.2021-25.03.2021), устный доклад «The Appearance of Spin Polarization in Halogen Doped MoX2/Graphene Heterostrnctures» (E.V. Sukhanova, D.G. Kvashnin and Z.I. Popov);

• Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2021» (12.04.2021-23.04.2021), устный доклад «Индуцированная спиновая поляризация на графене в гетероструктурах графен/дихалькогениды переходных металлов» (Суханова Е.В.);

• XI Всероссийская научная молодежная школа-конференция "Химия, Физика, Биология: пути интеграции" (20-22 апреля 2022 г), устный доклад «Неожиданные двумерные структуры халькогенидов переходных металлов» (Суханова Е.В., Квашнин А.Г., Чепкасов И.В., Захарян А.А., Квашнин Д.Г., Попов З.И.);

• Искусственный интеллект в химии и материаловедении (18-20 декабря 2023), стендовый доклад «Программа Heterotool: построение геометрий вертикальных и латеральных гетероструктур» (Е.В. Суханова, З.И. Попов);

• 2nd Sino-Russian Symposium on Chemistry and Materials (29.05.2024-01.06.2024), стендовый доклад «Reversible band alignment transformations in heterostructures for novel biomimetic devices» (E.V. Sukhanova, Z.I. Popov);

• Международная школа-конференция «современные проблемы химической физики и теоретической химии» CHALLENGES 2024 (1-5 июля 2024 г.), стендовый доклад «Band Alignment transformations in heterostructures by applying external stimuli: a first principal investigation» (E.V. Sukhanova, Z.I. Popov).

• XXIV Ежегодная молодежная конференция c международным участием ИБХФ РАН-вузы "БИОХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА" (18.11.2024-20.11.2024), устный доклад «Вертикальные гетероструктуры для электроники и нейроморфных устройств» (Суханова Е.В., Попов З.И.);

Публикации. Основные результаты, представленные в данной диссертации,

отражены в 4 научных статьях, опубликованных в зарубежных и отечественных журналах,

индексируемых базами данных Web of Science и Scopus:

1) Induced spin polarization in graphene via interactions with halogen doped MoS2 and MoSe2 monolayers by DFT calculations, E.V. Sukhanova, D.G. Kvashnin, Z.I. Popov, Nanoscale 12 (45), 23248-23258 (2020), DOI: 10.1039/D0NR06287A;

2) Theoretical Study of the Electronic and Optical Properties of a Heterostructure Based on PTCDA Organic Semiconductor and MoSe2, E.V. Sukhanova, Z.I. Popov, D.G. Kvashnin, JETP Letters 111 (11), 627-632 (2020), DOI: 10.1134/S0021364020110090;

3) 2D-Mo3S4 phase as promising contact for MoS2, E.V. Sukhanova, A.G. Kvashnin, L.A. Bereznikova, H.A. Zakaryan, M.A. Aghamalyan, D.G. Kvashnin, Z.I. Popov, Applied Surface Science 589, 152971 (2022), DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.152971;

4) Band alignment type I, II transformations in Hf2CO2/MoS2 heterostructures using biaxial strain, external electric field, and interlayer coupling: a first principal investigation, E.V. Sukhanova, Z.I. Popov, Physical Chemistry Chemical Physics 25 (46), 32062-32070 (2023), DOI: 10.1039/D3CP04546C.

В ходе выполнения диссертационного исследования была разработана программа

для ЭВМ:

1) Свидетельство № 2023619237 «Программа подбора геометрий слоистых наноматериалов и автоматического определения их свойств»; правообладатели:

Суханова Екатерина Владимировна ^и), Попов Захар Иванович ^и); авторы: Суханова Екатерина Владимировна ^и), Попов Захар Иванович ^и) (см. Рисунок А1).

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит введение, четыре главы, заключение, благодарности, список цитируемой литературы, приложение A, приложение Б. Объем работы составляет 123 страниц, среди которых рисунков - 31, таблиц - 4 (за исключением приложений). Список литературы содержит 390 статей.

Личный вклад автора. Все результаты, представленные в данном диссертационном исследовании, получены лично диссертантом или при его непосредственном участии.

ГЛАВА 1 ДВУМЕРНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ И ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ НА ИХ

ОСНОВЕ

1.1 Двумерные наноматериалы

В 2004 году графен, представляющий собой аллотропную модификацию углерода, стал первым экспериментально полученным в лаборатории наноматериалом, толщиной в один атомный слой [2]. Именно графен считается началом "эры двумерных наноматериалов", причем от теоретического описания его свойств до успешного лабораторного синтеза структуры прошло около 60 лет [19]. Графен состоит из 5р2-гибридизированных атомов углерода, связанных ковалентно и образующих периодическую сетку, состоящую из гексагонов (см. рисунок 1). Элементарная ячейка графена содержит 2 атома углерода (см. рисунок 1).

Исследование графена показало, что он обладает выдающимися характеристиками, в частности сверхвысокой подвижностью электронов при комнатной температуре (2 105 см2/Вс, что примерно в 140 раз больше, чем у кремния) [2,20], сверхвысокой удельной поверхностью (2630 м2/г) [21], высоким модулем Юнга (1.1 ТПа) [22], отличной оптической прозрачностью (97.7%) [23] и теплопроводностью (5 103 Вт/м К, что более чем в 10 раз выше меди) [24], проявляет квантовый эффект Холла [25], а также обладает хорошей биосовместимостью, благодаря чему данный материал находит возможные применения в различных областях, в том числе в наноэлектронике, спинтронике, сенсорике, оптике и энергетике [26-28]. Благодаря высокой подвижности электронов (и, следовательно, короткого времени отклика), а также высокой гибкости графен является идеальным материалом для создания элементов гибкой электроники. Несмотря на все вышеупомянутые характеристики основным недостатком графена является отсутствие запрещенной зоны, поэтому усилия исследователей разделились в двух направлениях: первое связано с изучением подходов и методов для открытия запрещенной зоны в графене [29], второе - с поиском и изучением других двумерных наноматериалов, проявляющих полупроводниковые свойства [30,31].

Рисунок 1 - Атомная структура графена вид сверху (слева) и сбоку (справа). Примитивная ячейка обозначена черными линиями. Атомы углерода обозначены коричневым цветом

Семейство дихалькогенидов переходных металлов (ДПМ) объединяет в себе множество двумерных наноматериалов, среди которых можно выделить полупроводники, металлы, полуметаллические ферромагнетики, изоляторы [32]. ДПМ включают в себя наноструктуры состава MX2, где M - атом переходного металла (из IV, V или VI группы), а X - атом халькогена Se, Te). ДПМ относятся к квазидвумерным наноматериалам, в их структуре плоскость атомов переходного металла расположена между двумя плоскостями атомов халькогена. Особенностью материалов семейства ДПМ является полиморфизм: например, известно, что двумерный дисульфид молибдена может существовать в нескольких фазах, например, H-MoS2 проявляет полупроводниковые свойства (см. рисунок 2а) [33], а T-MoS2 является металлом (см. рисунок 2б) [34], что открывает дополнительные степени свободы в области контролируемого изменения свойств наноматериалов. Характеристики ДПМ зависят не только от химического состава , но и от толщины материала [35]. Объемный кристалл 2H-MoS2 характеризуется непрямой запрещенной зоной шириной 1.2 эВ, тогда как для монослой H-MoS2 характерна прямая запрещенная зона шириной 1.8 эВ [36]. В некоторых ДПМ возможно проявление спин-орбитального взаимодействия и сильных экситонных эффектов [32,37,38], наблюдение спиновых зарядовых волн (например, NbS2 и NbSe2 или TaS2 и TaSe2 [39,40]), сверхпроводимости (^ TaS2 [41]) и фотолюминесценции, а края и базальная плоскость ДПМ демонстрируют высокую каталитическую активность в реакциях различного типа [42]. Разнообразие составов и проявляемых свойств открывает для материалов из семейства ДПМ множество возможных применений.

Рисунок 2 - Атомная структура дихалькогенидов молибдена вид сверху и сбоку на примере дисульфида молибдена MoS2: а) Н фаза, б) Т фаза. Элементарная ячейка обозначена черными линиями. Атомы молибдена и серы обозначены фиолетовым и желтым цветами, соответственно

Дисульфид молибдена является наиболее исследованным материалом из семейства ДИМ благодаря развитым технологиям синтеза [36,43]. Наиболее стабильной фазой дисульфида молибдена является гексагональная H фаза, проявляющая полупроводниковые свойства, в которой атомы молибдена расположены в тригонально-призматическом окружении атомов серы. На первый взгляд может показаться, что монослой дисульфида молибдена H-MoS2 уступает по характеристикам графену. Например, модуль Юнга монослоя MoS2 (~270±100 ГИа [44,45]) меньше значения для графена [22], но все же величина сравнима со значениями для стали (~200 ГИа [46]). Оптическая прозрачность MoS2 также уступает графену (для бислоя MoS2 - 96.7% [47], для монослоя - более 90% [48,49]). Однако в электронике преимуществом монослоя MoS2 над графеном является наличие запрещенной зоны, благодаря которой фотодетекторы на основе MoS2 демонстрируют в 106 раз большую фоточувствительность (880 А/Вт на длине волны 561 нм [50] по сравнению с 0.5 мА/Вт для графена [51]). Кроме того, монослой MoS2 обладает

большей термической стабильностью (вплоть до 1050°С [52], у графена - до 650°С [53]) и высоким значением коэффициента отражения [54,55].

Металлический монослой T-MoS2, в котором атомы молибдена находятся в октаэдрическом окружении атомов серы, является метастабильной фазой и может быть получен как непосредственно при синтезе [56], так и из гексагонального H-MoS2 посредством фазового перехода [57]. Монослой T-MoS2 обладает большей каталитической активностью, поскольку в отличие от H-MoS2 у T-MoS2 каталитически активными являются не только края, но и поверхность [58,59], благодаря чему T-MoS2 находит применение, например, в качестве катализатора для получения водорода. Было показано, что близость параметров элементарных ячеек делает T-MoS2 перспективным кандидатом для создания металлических проводящих контактов для полупроводникового H-MoS2 [60,61]. Стоит также отметить, что помимо T фазы, для дисульфида молибдена экспериментально подтверждено существование и других металлических монослоев [62,63].

Еще одним представителем класса ДПМ является диселенид молибдена MoSe2. Аналогично дисульфиду, диселенид молибдена также термодинамически стабилен в полупроводниковой H фазе [64], характеризующейся прямой запрещенной зоной, равной 1.5 эВ [65], однако также может существовать и в виде металлической T фазы [66]. Диселенид молибдена обладает большей проводимостью по сравнению с дисульфидом (10-3 См-1 для MoSe2 по сравнению с 5 • 10-28 См-1 для MoS2 [67-69]), а большее межслоевое расстояние (0.646 нм для MoSe2; 0.615 нм для MoS2 ) в объемных материалах делает MoSe2 более перспективным материалом для применения в качестве суперконденсаторов [70].

На сегодняшний день хорошо развита технология синтеза различных материалов из семейства ДПМ, среди которых отдельно стоит выделить такие методы как получение из водных и неводных растворов, химическое осаждение из газовой фазы, синтез при помощи микроволновой обработки, метода скотча, гидротермального или сольвотермического метода и с использованием атомно-слоевого осаждения [71,72]. Развитые технологии синтеза открывают перспективу изготовления реальных образцов электронных и оптоэлектронных устройств на основе ДПМ, находящих применение в различных областях промышленности, например, в оптике, в энергетике и наноэлектронике [45]. Предполагается, что двумерные ДПМ могут выступать в качестве базового материала в искусственных синапсах на основе мемристоров, обеспечивающих решения для достижения нейроморфных вычислений следующего поколения с использованием высокоэффективных устройств с логическим стробированием и крупномасштабного изготовления чипов. В работе [73] был представлен механо-фотонный искусственный синапс, построенный на принципе подобия биологическим нейронным системам, с

15

синергетической механической и оптической пластичностью, который состоит из оптоэлектронного транзистора на основе вертикальной гетероструктуры графен/дисульфид молибдена и встроенного трибоэлектрического наногенератора. Управляя переносом и обменом заряда в данном устройстве с помощью трибоэлектрического потенциала, можно легко модулировать оптоэлектронные синаптические поведения. Однако демонстрация нейронных сетей с использованием 2D ДИМ только началась, и нейроморфные устройства на их основе по-прежнему далеки от полной эмуляции биологических синапсов человеческого мозга [74,75]. Управление свойствами 2D ДИМ является необходимым условием для разработки высокопроизводительных устройств для проведения нейроморфных вычислений. Контролируемое создание дефектов в ДИМ путем их допирования призвано облегчить модуляцию их электронных, оптических и структурных свойств [76]. Поэтому изучение влияния допирования отдельных монослоев на свойства гетероструктуры также нуждается в детальном рассмотрении.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Суханова Екатерина Владимировна, 2025 год

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Feynman R.P. Plenty of Room at the Bottom. Little Brown Boston, MA, USA, 1959. P. 1-7.

2. Novoselov K.S. et al. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films // Science. American Association for the Advancement of Science, 2004. Vol. 306, № 5696. P. 666-669.

3. Tan C. et al. Recent advances in ultrathin two-dimensional nanomaterials // Chemical reviews. ACS Publications, 2017. Vol. 117, № 9. P. 6225-6331.

4. Zeng M. et al. Exploring Two-Dimensional Materials toward the Next-Generation Circuits: From Monomer Design to Assembly Control // Chem. Rev. American Chemical Society, 2018. Vol. 118, № 13. P. 6236-6296.

5. Xu H., Akbari M.K., Zhuiykov S. 2D Semiconductor Nanomaterials and Heterostructures: Controlled Synthesis and Functional Applications // Nanoscale Res Lett. 2021. Vol. 16, № 1. P. 94.

6. Joseph S. et al. A review of the synthesis, properties, and applications of 2D transition metal dichalcogenides and their heterostructures // Materials Chemistry and Physics. Elsevier, 2023. Vol. 297. P. 127332.

7. Malaki M. et al. MXenes: from past to future perspectives // Chemical Engineering Journal. Elsevier, 2023. Vol. 463. P. 142351.

8. Allain A. et al. Electrical contacts to two-dimensional semiconductors // Nature Mater. Nature Publishing Group, 2015. Vol. 14, № 12. P. 1195-1205.

9. Wong H., Zhang J., Liu J. Contacts at the Nanoscale and for Nanomaterials: 4 // Nanomaterials. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2024. Vol. 14, № 4. P. 386.

10. Dong C. et al. Air-Stable, Large-Area 2D Metals and Semiconductors // ACS Nanosci. Au. American Chemical Society, 2024. Vol. 4, № 2. P. 115-127.

11. Peto J. et al. Spontaneous doping of the basal plane of MoS2 single layers through oxygen substitution under ambient conditions // Nature chemistry. Nature Publishing Group, 2018. Vol. 10, № 12. P. 1246-1251.

12. Politano A. et al. The role of surface chemical reactivity in the stability of electronic nanodevices based on two-dimensional materials "beyond graphene" and topological insulators // FlatChem. Elsevier, 2017. Vol. 1. P. 60-64.

13. Zhang Z. et al. Robust epitaxial growth of two-dimensional heterostructures, multiheterostructures, and superlattices // Science. American Association for the Advancement of Science, 2017. Vol. 357, № 6353. P. 788-792.

14. Wang J. et al. Recent Advances in 2D Lateral Heterostructures // Nano-Micro Lett. 2019. Vol. 11, № 1. P. 48.

15. Suzuki R. et al. Valley-dependent spin polarization in bulk MoS2 with broken inversion symmetry // Nature nanotechnology. Nature Publishing Group UK London, 2014. Vol. 9, № 8. P. 611-617.

16. Castellanos-Gomez A. et al. Van der Waals heterostructures // Nature Reviews Methods Primers. Nature Publishing Group UK London, 2022. Vol. 2, № 1. P. 58.

17. Geim A.K., Grigorieva I.V. Van der Waals heterostructures // Nature. Nature Publishing Group UK London, 2013. Vol. 499, № 7459. P. 419-425.

18. Moreno J.J.G. Ab initio guided atomistic modelling of nanomaterials on exascale highperformance computing platforms // Nano Futures. IOP Publishing, 2024. Vol. 8, № 1. P. 012501.

19. Zhen Z., Zhu H. Structure and properties of graphene // Graphene. Elsevier, 2018. P. 1-12.

20. Bolotin K.I. et al. Ultrahigh electron mobility in suspended graphene // Solid State Communications. 2008. Vol. 146, № 9. P. 351-355.

21. Stoller M.D. et al. Graphene-based ultracapacitors // Nano letters. ACS Publications, 2008. Vol. 8, № 10. P. 3498-3502.

22. Lee C. et al. Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene // science. American Association for the Advancement of Science, 2008. Vol. 321, № 5887. P. 385-388.

23. Nair R.R. et al. Fine structure constant defines visual transparency of graphene // science. American Association for the Advancement of Science, 2008. Vol. 320, № 5881. P. 13081308.

24. Balandin A.A. et al. Superior thermal conductivity of single-layer graphene // Nano letters. ACS Publications, 2008. Vol. 8, № 3. P. 902-907.

25. Zhang Y. et al. Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry's phase in graphene // nature. Nature Publishing Group UK London, 2005. Vol. 438, № 7065. P. 201204.

26. Mbayachi V.B. et al. Graphene synthesis, characterization and its applications: A review // Results in Chemistry. Elsevier, 2021. Vol. 3. P. 100163.

27. Zhang F. et al. Recent advances on graphene: Synthesis, properties and applications // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. Elsevier, 2022. Vol. 160. P. 107051.

28. Razaq A. et al. Review on graphene-, graphene oxide-, reduced graphene oxide-based flexible composites: From fabrication to applications // Materials. MDPI, 2022. Vol. 15, № 3. P. 1012.

29. Nandee R. et al. Band gap formation of 2D materialin graphene: Future prospect and challenges // Results in Engineering. 2022. Vol. 15. P. 100474.

30. Yu W. et al. Flexible 2D materials beyond graphene: synthesis, properties, and applications // Small. Wiley Online Library, 2022. Vol. 18, № 14. P. 2105383.

31. Geng D., Yang H.Y. Recent advances in growth of novel 2D materials: beyond graphene and transition metal dichalcogenides // Advanced Materials. Wiley Online Library, 2018. Vol. 30, № 45. P. 1800865.

32. Chhowalla M. et al. The chemistry of two-dimensional layered transition metal dichalcogenide nanosheets // Nature chemistry. Nature Publishing Group, 2013. Vol. 5, № 4. P. 263-275.

33. Manzeli S. et al. 2D transition metal dichalcogenides // Nature Reviews Materials. Nature Publishing Group, 2017. Vol. 2, № 8. P. 1-15.

34. Heising J., Kanatzidis M.G. Structure of restacked MoS2 and WS2 elucidated by electron crystallography // Journal of the American Chemical Society. ACS Publications, 1999. Vol. 121, № 4. P. 638-643.

35. Katagiri Y. et al. Gate-Tunable Atomically Thin Lateral MoS2 Schottky Junction Patterned by Electron Beam // Nano Lett. American Chemical Society, 2016. Vol. 16, № 6. P. 3788-3794.

36. Han S.A., Bhatia R., Kim S.-W. Synthesis, properties and potential applications of two-dimensional transition metal dichalcogenides // Nano Convergence. Springer, 2015. Vol. 2. P. 1-14.

37. Mak K.F., Shan J. Photonics and optoelectronics of 2D semiconductor transition metal dichalcogenides // Nature Photonics. Nature Publishing Group UK London, 2016. Vol. 10, № 4. P. 216-226.

38. Xu X. et al. Spin and pseudospins in layered transition metal dichalcogenides // Nature Physics. Nature Publishing Group UK London, 2014. Vol. 10, № 5. P. 343-350.

39. Beal A., Hughes H., Liang W. The reflectivity spectra of some group VA transition metal dichalcogenides // Journal of physics C: solid state physics. IOP Publishing, 1975. Vol. 8, № 24. P. 4236.

40. Wilson J.A., Di Salvo F., Mahajan S. Charge-density waves and superlattices in the metallic layered transition metal dichalcogenides // Advances in Physics. Taylor & Francis, 1975. Vol. 24, № 2. P. 117-201.

41. Sipos B. et al. From Mott state to superconductivity in 1T-TaS2 // Nature materials. Nature Publishing Group UK London, 2008. Vol. 7, № 12. P. 960-965.

42. H. Huang H. et al. Recent progress of TMD nanomaterials: phase transitions and applications // Nanoscale. Royal Society of Chemistry, 2020. Vol. 12, № 3. P. 1247-1268.

43. Venkata Subbaiah Y., Saji K., Tiwari A. Atomically thin M0S2: a versatile nongraphene 2D material // Advanced Functional Materials. Wiley Online Library, 2016. Vol. 26, № 13. P. 2046-2069.

44. Bertolazzi S., Brivio J., Kis A. Stretching and breaking of ultrathin MoS2 // ACS nano. ACS Publications, 2011. Vol. 5, № 12. P. 9703-9709.

45. Choi W. et al. Recent development of two-dimensional transition metal dichalcogenides and their applications // Materials Today. 2017. Vol. 20, № 3. P. 116-130.

46. Chen Z. et al. Variation and consistency of Young's modulus in steel // Journal of Materials Processing Technology. Elsevier, 2016. Vol. 227. P. 227-243.

47. Lee Y. et al. Synthesis of wafer-scale uniform molybdenum disulfide films with control over the layer number using a gas phase sulfur precursor // Nanoscale. Royal Society of Chemistry, 2014. Vol. 6, № 5. P. 2821-2826.

48. Park J. et al. Thickness modulated MoS2 grown by chemical vapor deposition for transparent and flexible electronic devices // Applied Physics Letters. AIP Publishing, 2015. Vol. 106, № 1.

49. Sachidanand P.S. et al. MoS2 nanostructures as transparent material: Optical transmittance measurements // Materials Today: Proceedings. 2020. Vol. 26. P. 104-107.

50. Lopez-Sanchez O. et al. Ultrasensitive photodetectors based on monolayer MoS2 // Nature nanotechnology. Nature Publishing Group UK London, 2013. Vol. 8, № 7. P. 497-501.

51. Xia F. et al. Ultrafast graphene photodetector // Nature nanotechnology. Nature Publishing Group UK London, 2009. Vol. 4, № 12. P. 839-843.

52. Cannon P. Melting point and sublimation of molybdenum disulphide // Nature. Nature Publishing Group UK London, 1959. Vol. 183, № 4675. P. 1612-1613.

53. Wu Z.-S. et al. Synthesis of graphene sheets with high electrical conductivity and good thermal stability by hydrogen arc discharge exfoliation // ACS nano. ACS Publications, 2009. Vol. 3, № 2. P. 411-417.

54. Zhang H. et al. Measuring the refractive index of highly crystalline monolayer MoS2 with high confidence // Scientific reports. Nature Publishing Group UK London, 2015. Vol. 5, № 1. P. 8440.

55. Morozov Y.V., Kuno M. Optical constants and dynamic conductivities of single layer MoS2, MoSe2, and WSe2 // Applied Physics Letters. 2015. Vol. 107, № 8. P. 083103.

56. Ding W. et al. Highly Ambient-Stable 1T-MoS2 and 1T-WS2 by Hydrothermal Synthesis under High Magnetic Fields // ACS Nano. American Chemical Society, 2019. Vol. 13, № 2. P. 16941702.

57. Eda G. et al. Photoluminescence from chemically exfoliated MoS2 // Nano letters. ACS Publications, 2011. Vol. 11, № 12. P. 5111-5116.

58. Midya A. et al. Hydrothermal growth of few layer 2H-MoS2 for heterojunction photodetector and visible light induced photocatalytic applications // Journal of Materials Chemistry A. Royal Society of Chemistry, 2016. Vol. 4, № 12. P. 4534-4543.

59. Lukowski M.A. et al. Enhanced hydrogen evolution catalysis from chemically exfoliated metallic MoS2 nanosheets // Journal of the American Chemical Society. ACS Publications, 2013. Vol. 135, № 28. P. 10274-10277.

60. Kappera R. et al. Phase-engineered low-resistance contacts for ultrathin MoS2 transistors // Nature materials. Nature Publishing Group, 2014. Vol. 13, № 12. P. 1128-1134.

61. Kappera R. et al. Metallic 1T phase source/drain electrodes for field effect transistors from chemical vapor deposited MoS2 // Apl Materials. AIP Publishing, 2014. Vol. 2, № 9.

62. Guo X. et al. Charge self-regulation in 1T'''-MoS2 structure with rich S vacancies for enhanced hydrogen evolution activity // Nat Commun. Nature Publishing Group, 2022. Vol. 13, № 1. P. 5954.

63. Yu Y. et al. High phase-purity 1T'-MoS2-and 1T'-MoSe2-layered crystals // Nature chemistry. Nature Publishing Group UK London, 2018. Vol. 10, № 6. P. 638-643.

64. Hanson E.D. et al. Phase engineering and optical properties of 2D MoSe2: Promise and pitfalls // Materials Chemistry and Physics. 2019. Vol. 225. P. 219-226.

65. Tongay S. et al. Thermally driven crossover from indirect toward direct bandgap in 2D semiconductors: MoSe2 versus MoS2 // Nano letters. ACS Publications, 2012. Vol. 12, № 11. P. 5576-5580.

66. Yin Y. et al. Synergistic Phase and Disorder Engineering in 1T-MoSe2 Nanosheets for Enhanced Hydrogen-Evolution Reaction // Advanced Materials. John Wiley & Sons, Ltd, 2017. Vol. 29, № 28. P. 1700311.

67. Kong D. et al. Synthesis of MoS2 and MoSe2 Films with Vertically Aligned Layers // Nano Lett. American Chemical Society, 2013. Vol. 13, № 3. P. 1341-1347.

68. Yang C.-P. et al. An Advanced Selenium-Carbon Cathode for Rechargeable Lithium-Selenium Batteries // Angewandte Chemie International Edition. John Wiley & Sons, Ltd, 2013. Vol. 52, № 32. P. 8363-8367.

69. Yang C.-P., Yin Y.-X., Guo Y.-G. Elemental Selenium for Electrochemical Energy Storage // J. Phys. Chem. Lett. American Chemical Society, 2015. Vol. 6, № 2. P. 256-266.

70. Gao Y.-P. et al. Two-dimensional transition metal diseleniums for energy storage application: a review of recent developments // CrystEngComm. Royal Society of Chemistry, 2017. Vol. 19, № 3. P. 404-418.

71. You J., Hossain M.D., Luo Z. Synthesis of 2D transition metal dichalcogenides by chemical vapor deposition with controlled layer number and morphology // Nano Convergence. Springer, 2018. Vol. 5, № 1. P. 1-13.

72. Tanwar S. et al. Transition metal dichalcogenide (tmds) electrodes for supercapacitors: A comprehensive review // Journal of Physics: Condensed Matter. IOP Publishing, 2021.

73. Yu J. et al. Bioinspired mechano-photonic artificial synapse based on graphene/MoS2 heterostructure // Science Advances. American Association for the Advancement of Science, 2021. Vol. 7, № 12. P. eabd9117.

74. Kwon K.C. et al. Memristive devices based on two-dimensional transition metal chalcogenides for neuromorphic computing // Nano-Micro Letters. Springer, 2022. Vol. 14, № 1. P. 1-30.

75. Liu C. et al. Two-dimensional materials for next-generation computing technologies // Nature Nanotechnology. 2020.

76. Chhowalla M., Jena D., Zhang H. Two-dimensional semiconductors for transistors: 11 // Nat Rev Mater. Nature Publishing Group, 2016. Vol. 1, № 11. P. 1-15.

77. Naguib M. et al. Two-Dimensional Nanocrystals Produced by Exfoliation of Ti3AlC2 // Advanced Materials. 2011. Vol. 23, № 37. P. 4248-4253.

78. Gogotsi Y., Huang Q. MXenes: Two-Dimensional Building Blocks for Future Materials and Devices // ACS Nano. American Chemical Society, 2021. Vol. 15, № 4. P. 5775-5780.

79. VahidMohammadi A., Rosen J., Gogotsi Y. The world of two-dimensional carbides and nitrides (MXenes) // Science. American Association for the Advancement of Science, 2021. Vol. 372, № 6547. P. eabf1581.

80. Barsoum M.W. The MN+1AXN phases: A new class of solids: Thermodynamically stable nanolaminates // Progress in Solid State Chemistry. 2000. Vol. 28, № 1. P. 201-281.

81. Hope M.A. et al. NMR reveals the surface functionalisation of Ti3C2 MXene // Physical Chemistry Chemical Physics. Royal Society of Chemistry, 2016. Vol. 18, № 7. P. 5099-5102.

82. Ghidiu M. et al. Conductive two-dimensional titanium carbide 'clay'with high volumetric capacitance // MXenes. Jenny Stanford Publishing, 2023. P. 379-399.

83. Li T. et al. Fluorine-free synthesis of high-purity Ti3C2Tx (T= OH, O) via alkali treatment // Angewandte Chemie International Edition. Wiley Online Library, 2018. Vol. 57, № 21. P. 6115-6119.

84. Sun Y., Li Y. Potential environmental applications of MXenes: A critical review // Chemosphere. 2021. Vol. 271. P. 129578.

85. Naguib M., Barsoum M.W., Gogotsi Y. Ten Years of Progress in the Synthesis and Development of MXenes // Advanced Materials. 2021. Vol. 33, № 39. P. 2103393.

86. Yan X. et al. A New Memristor with 2D Ti3C2Tx MXene Flakes as an Artificial Bio-Synapse // Small. 2019. Vol. 15, № 25. P. 1900107.

87. Wei H. et al. Redox MXene Artificial Synapse with Bidirectional Plasticity and Hypersensitive Responsibility // Advanced Functional Materials. 2021. Vol. 31, № 1. P. 2007232.

88. Ju J.H. et al. Two-Dimensional MXene Synapse for Brain-Inspired Neuromorphic Computing // Small. 2021. Vol. 17, № 34. P. 2102595.

89. Li Y., Ma F. Size and strain tunable band alignment of black-blue phosphorene lateral heterostructures // Physical Chemistry Chemical Physics. Royal Society of Chemistry, 2017. Vol. 19, № 19. P. 12466-12472.

90. Tosun M. et al. MoS2 heterojunctions by thickness modulation // Scientific reports. Nature Publishing Group UK London, 2015. Vol. 5, № 1. P. 10990.

91. Zhou Y. et al. Negative differential resistance and rectifying performance induced by doped graphene nanoribbons p-n device // Physics Letters A. Elsevier, 2016. Vol. 380, № 9-10. P. 1049-1055.

92. Mahjouri-Samani M. et al. Patterned arrays of lateral heterojunctions within monolayer two-dimensional semiconductors // Nature communications. Nature Publishing Group UK London, 2015. Vol. 6, № 1. P. 7749.

93. Tian Z. et al. Lateral heterostructures formed by thermally converting n-type SnSe2 to p-type SnSe // ACS applied materials & interfaces. ACS Publications, 2018. Vol. 10, № 15. P. 1283112838.

94. Choudhary N. et al. Two-dimensional lateral heterojunction through bandgap engineering of MoS2 via oxygen plasma // Journal of Physics: Condensed Matter. IOP Publishing, 2016. Vol. 28, № 36. P. 364002.

95. Ciarrocchi A. et al. Excitonic devices with van der Waals heterostructures: valleytronics meets twistronics // Nature Reviews Materials. Nature Publishing Group UK London, 2022. Vol. 7, № 6. P. 449-464.

96. Zhou R. et al. Twisto-photonics in two-dimensional materials: A comprehensive review // Nanotechnology Reviews. De Gruyter, 2024. Vol. 13, № 1. P. 20240086.

97. Sun J. et al. 2D-Organic Hybrid Heterostructures for Optoelectronic Applications // Advanced Materials. John Wiley & Sons, Ltd, 2019. Vol. 31, № 34. P. 1803831.

98. Gobbi M., Orgiu E., Samori P. When 2D Materials Meet Molecules: Opportunities and Challenges of Hybrid Organic/Inorganic van der Waals Heterostructures.

99. Mei J., Liao T., Sun Z. 2D/2D Heterostructures: Rational Design for Advanced Batteries and Electrocatalysis.

100. Wang J. et al. Review on inorganic-organic S-scheme photocatalysts // Journal of Materials Science & Technology. 2023. Vol. 165. P. 187-218.

101. Sun X. et al. Recent Advances in Two-Dimensional Heterostructures: From Band Alignment Engineering to Advanced Optoelectronic Applications // Advanced Electronic Materials. 2021. Vol. 7, № 7. P. 2001174.

102. Franciosi A., Van de Walle C.G. Heterojunction band offset engineering // Surface Science Reports. Elsevier, 1996. Vol. 25, № 1-4. P. 1-140.

103. Wang Y. et al. Visible light driven type II heterostructures and their enhanced photocatalysis properties: a review // Nanoscale. Royal Society of Chemistry, 2013. Vol. 5, № 18. P. 83268339.

104. McDaniel H. et al. Integration of Type II Nanorod Heterostructures into Photovoltaics // ACS Nano. American Chemical Society, 2011. Vol. 5, № 9. P. 7677-7683.

105. Yan R. et al. Esaki Diodes in van der Waals Heterojunctions with Broken-Gap Energy Band Alignment // Nano Lett. American Chemical Society, 2015. Vol. 15, № 9. P. 5791-5798.

106. Ionescu A.M., Riel H. Tunnel field-effect transistors as energy-efficient electronic switches // Nature. 2011. Vol. 479, № 7373. P. 329-337.

107. Esaki L. New Phenomenon in Narrow Germanium p-n Junctions // Phys. Rev. American Physical Society, 1958. Vol. 109, № 2. P. 603-604.

108. Xu K. et al. The role of Anderson's rule in determining electronic, optical and transport properties of transition metal dichalcogenide heterostructures // Phys. Chem. Chem. Phys. The Royal Society of Chemistry, 2018. Vol. 20, № 48. P. 30351-30364.

109. Wu R. et al. Synthesis, Modulation, and Application of Two-Dimensional TMD Heterostructures // Chem. Rev. American Chemical Society, 2024. Vol. 124, № 17. P. 1011210191.

110. Lee Y., Hwang Y., Chung Y.-C. Achieving type I, II, and III heterojunctions using functionalized MXene // ACS Applied Materials & Interfaces. ACS Publications, 2015. Vol. 7, № 13. P. 7163-7169.

111. Yamaoka T. et al. Efficient photocarrier transfer and effective photoluminescence enhancement in type I monolayer MoTe2/WSe2 heterostructure // Advanced Functional Materials. Wiley Online Library, 2018. Vol. 28, № 35. P. 1801021.

112. Chen H. et al. Ultrafast formation of interlayer hot excitons in atomically thin MoS2/WS2 heterostructures // Nature communications. Nature Publishing Group UK London, 2016. Vol. 7, № 1. P. 12512.

113. Yang F. et al. 2D organic materials for optoelectronic applications // Advanced Materials. Wiley Online Library, 2018. Vol. 30, № 2. P. 1702415.

114. Zhao H. et al. Strong optical response and light emission from a monolayer molecular crystal // Nature communications. Nature Publishing Group UK London, 2019. Vol. 10, № 1. P. 5589.

115. Niu L. et al. Controlled synthesis of organic/inorganic van der Waals solid for tunable lightmatter interactions // Advanced materials. Wiley Online Library, 2015. Vol. 27, № 47. P. 78007808.

116. Cheng H.-C. et al. van der Waals heterojunction devices based on organohalide perovskites and two-dimensional materials // Nano letters. ACS Publications, 2016. Vol. 16, № 1. P. 367373.

117. Presolski S. et al. Functional Nanosheet Synthons by Covalent Modification of Transition-Metal Dichalcogenides // Chem. Mater. American Chemical Society, 2017. Vol. 29, № 5. P. 2066-2073.

118. Wang S. et al. A MoS2/PTCDA hybrid heterojunction synapse with efficient photoelectric dual modulation and versatility // Advanced Materials. Wiley Online Library, 2019. Vol. 31, № 3. P. 1806227.

119. Robertson J. Band offsets of wide-band-gap oxides and implications for future electronic devices // Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures Processing, Measurement, and Phenomena. 2000. Vol. 18, № 3. P. 1785-1791.

120. Bhanu U. et al. Photoluminescence quenching in gold - MoS2 hybrid nanoflakes // Sci Rep. Nature Publishing Group, 2014. Vol. 4, № 1. P. 5575.

121. Froehlicher G., Lorchat E., Berciaud S. Charge Versus Energy Transfer in Atomically Thin Graphene-Transition Metal Dichalcogenide van der Waals Heterostructures // Phys. Rev. X. American Physical Society, 2018. Vol. 8, № 1. P. 011007.

122. Wu R. et al. van der Waals Epitaxial Growth of Atomically Thin 2D Metals on DanglingBond-Free WSe2 and WS2.

123. Liu Y., Stradins P., Wei S.-H. Van der Waals metal-semiconductor junction: Weak Fermi level pinning enables effective tuning of Schottky barrier // Science advances. American Association for the Advancement of Science, 2016. Vol. 2, № 4. P. e1600069.

124. Spicer W.E. et al. The surface electronic structure of 3-5 compounds and the mechanism of Fermi level pinning by oxygen (passivation) and metals (Schottky barriers) // Surface Science. 1979. Vol. 86. P. 763-788.

125. Sun J. et al. Formation of Stable Phosphorus-Carbon Bond for Enhanced Performance in Black Phosphorus Nanoparticle-Graphite Composite Battery Anodes // Nano Lett. American Chemical Society, 2014. Vol. 14, № 8. P. 4573-4580.

126. Ge M., Si C. Mechanical and electronic properties of lateral graphene and hexagonal boron nitride heterostructures // Carbon. 2018. Vol. 136. P. 286-291.

127. Levendorf M.P. et al. Graphene and boron nitride lateral heterostructures for atomically thin circuitry // Nature. 2012. Vol. 488, № 7413. P. 627-632.

128. Hong W. et al. Improved electrical contact properties of MoS2-graphene lateral heterostructure // Advanced Functional Materials. Wiley Online Library, 2019. Vol. 29, № 6. P. 1807550.

129. Ma Y., Li B., Yang S. Ultrathin two-dimensional metallic nanomaterials // Materials Chemistry Frontiers. Royal Society of Chemistry, 2018. Vol. 2, № 3. P. 456-467.

130. Kim Y. et al. Alloyed 2D Metal-Semiconductor Heterojunctions: Origin of Interface States Reduction and Schottky Barrier Lowering // Nano Lett. American Chemical Society, 2016. Vol. 16, № 9. P. 5928-5933.

131. Guo X. et al. Structural, mechanical and electronic properties of in-plane 1T/2H phase interface of MoS2 heterostructures // AIP Advances. AIP Publishing, 2015. Vol. 5, № 9.

132. Peng R. et al. In-Plane Heterojunctions Enable Multiphasic Two-Dimensional (2D) MoS2 Nanosheets As Efficient Photocatalysts for Hydrogen Evolution from Water Reduction // ACS Catal. American Chemical Society, 2016. Vol. 6, № 10. P. 6723-6729.

133. Liu K. et al. Approaching ohmic contact to two-dimensional semiconductors // Science Bulletin. Elsevier, 2019. Vol. 64, № 19. P. 1426-1435.

134. Born M., Oppenheimer R. Zur Quantentheorie der Molekeln // Annalen der Physik. 1927. Vol. 389, № 20. P. 457-484.

135. Hartree D.R. The wave mechanics of an atom with a non-Coulomb central field. Part I. Theory and methods // Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. Cambridge University Press, 1928. Vol. 24, № 1. P. 89-110.

136. Fock V. Näherungsmethode zur Lösung des quantenmechanischen Mehrkörperproblems // Zeitschrift für Physik. Springer, 1930. Vol. 61, № 1-2. P. 126-148.

137. Dirac P.A. Note on exchange phenomena in the Thomas atom. Cambridge University Press, 1930. Vol. 26, № 3. P. 376-385.

138. Fermi E. Statistical method to determine some properties of atoms // Rend. Accad. Naz. Lincei. 1927. Vol. 6, № 602-607. P. 5.

139. Thomas L.H. The calculation of atomic fields. Cambridge University Press, 1927. Vol. 23, № 5. P. 542-548.

140. Hohenberg P., Kohn W. Inhomogeneous Electron Gas // Physical Review. 1964. Vol. 136, № 3B. P. B864-B871.

141. Kohn W., Sham L.J. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects // Phys. Rev. 1965. Vol. 140, № 4A. P. A1133-A1138.

142. Martin R.M., Martin R.M. Electronic structure: basic theory and practical methods. Cambridge university press, 2004.

143. Blöchl P.E. Projector augmented-wave method // Phys. Rev. B. 1994. Vol. 50, № 24. P. 17953-17979.

144. Monkhorst H.J., Pack J.D. Special points for Brillouin-zone integrations // Phys. Rev. B. 1976. Vol. 13, № 12. P. 5188-5192.

145. Hamann D., Schlüter M., Chiang C. Norm-conserving pseudopotentials // Physical review letters. APS, 1979. Vol. 43, № 20. P. 1494.

146. Vanderbilt D. Soft self-consistent pseudopotentials in a generalized eigenvalue formalism // Physical review B. APS, 1990. Vol. 41, № 11. P. 7892.

147. Kresse G., Furthmüller J. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set // Physical review B. 1996. Vol. 54, № 16. P. 11169.

148. Kresse G., Furthmüller J. Efficiency of ab-initio total energy calculations for metals and semiconductors using a plane-wave basis set // Computational materials science. 1996. Vol. 6, № 1. P. 15-50.

149. Slater J.C. A simplification of the Hartree-Fock method // Physical review. APS, 1951. Vol. 81, № 3. P. 385.

150. Wigner E. Effects of the electron interaction on the energy levels of electrons in metals // Transactions of the Faraday Society. Royal Society of Chemistry, 1938. Vol. 34. P. 678-685.

151. Ceperley D. Ground state of the fermion one-component plasma: A Monte Carlo study in two and three dimensions // Physical Review B. APS, 1978. Vol. 18, № 7. P. 3126.

152. Ceperley D.M., Alder B.J. Ground state of the electron gas by a stochastic method // Physical review letters. APS, 1980. Vol. 45, № 7. P. 566.

153. Dal Corso A. et al. Generalized-gradient approximations to density-functional theory: A comparative study for atoms and solids // Phys. Rev. B. American Physical Society, 1996. Vol. 53, № 3. P. 1180-1185.

154. Pela R., Marques M., Teles L. Comparing LDA-1/2, HSE03, HSE06 and G0W0 approaches for band gap calculations of alloys // Journal of Physics: Condensed Matter. IOP Publishing, 2015. Vol. 27, № 50. P. 505502.

155. Perdew J.P. et al. Atoms, molecules, solids, and surfaces: Applications of the generalized gradient approximation for exchange and correlation // Physical review B. APS, 1992. Vol. 46, № 11. P. 6671.

156. Langreth D.C., Mehl M. Beyond the local-density approximation in calculations of ground-state electronic properties // Physical Review B. APS, 1983. Vol. 28, № 4. P. 1809.

157. Becke A.D. Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic behavior // Physical review A. APS, 1988. Vol. 38, № 6. P. 3098.

158. Perdew J.P., Burke K., Wang Y. Generalized gradient approximation for the exchange-correlation hole of a many-electron system // Physical review B. APS, 1996. Vol. 54, № 23. P. 16533.

159. Perdew J.P., Ziesche P., Eschrig H. Electronic structure of solids' 91. Akademie Verlag, Berlin, 1991.

160. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. Generalized Gradient Approximation Made Simple // Phys. Rev. Lett. 1996. Vol. 77, № 18. P. 3865-3868.

161. Zhang Y., Yang W. Comment on "Generalized gradient approximation made simple" // Physical Review Letters. APS, 1998. Vol. 80, № 4. P. 890.

162. Yang R.X. et al. Big Data in a Nano World: A Review on Computational, Data-Driven Design of Nanomaterials Structures, Properties, and Synthesis // ACS Nano. American Chemical Society, 2022. Vol. 16, № 12. P. 19873-19891.

163. Lieb E.H., Oxford S. Improved lower bound on the indirect Coulomb energy // International Journal of Quantum Chemistry. Wiley Online Library, 1981. Vol. 19, № 3. P. 427-439.

164. Hammer B., Hansen L.B., N0rskov J.K. Improved adsorption energetics within density-functional theory using revised Perdew-Burke-Ernzerhof functionals // Phys. Rev. B. American Physical Society, 1999. Vol. 59, № 11. P. 7413-7421.

165. Jamal M. et al. Elastic constants of cubic crystals // Computational Materials Science. 2014. Vol. 95. P. 592-599.

166. Rasander M., Moram M. On the accuracy of commonly used density functional approximations in determining the elastic constants of insulators and semiconductors // The Journal of Chemical Physics. AIP Publishing, 2015. Vol. 143, № 14.

167. van de Walle A., Ceder G. Correcting overbinding in local-density-approximation calculations // Phys. Rev. B. American Physical Society, 1999. Vol. 59, № 23. P. 14992-15001.

168. Fast L. et al. Elastic constants of hexagonal transition metals: Theory // Physical Review B. APS, 1995. Vol. 51, № 24. P. 17431.

169. Becke A.D. A new mixing of Hartree-Fock and local density-functional theories // The Journal of chemical physics. American Institute of Physics, 1993. Vol. 98, № 2. P. 1372-1377.

170. Krukau A.V. et al. Influence of the exchange screening parameter on the performance of screened hybrid functionals // The Journal of chemical physics. American Institute of Physics, 2006. Vol. 125, № 22. P. 224106.

171. Heyd J., Scuseria G.E., Ernzerhof M. Hybrid functionals based on a screened Coulomb potential // The Journal of Chemical Physics. 2003. Vol. 118, № 18. P. 8207-8215.

172. Heyd J., Scuseria G.E. Efficient hybrid density functional calculations in solids: Assessment of the Heyd-Scuseria-Ernzerhof screened Coulomb hybrid functional // The Journal of chemical physics. American Institute of Physics, 2004. Vol. 121, № 3. P. 11871192.

173. Heyd J. et al. Energy band gaps and lattice parameters evaluated with the Heyd-Scuseria-Ernzerhof screened hybrid functional // The Journal of Chemical Physics. 2005. Vol. 123, № 17. P. 174101.

174. Marsman M. et al. Hybrid functionals applied to extended systems // Journal of Physics: Condensed Matter. IOP Publishing, 2008. Vol. 20, № 6. P. 064201.

175. Weston L. et al. Accurate and efficient band-offset calculations from density functional theory // Computational Materials Science. 2018. Vol. 151. P. 174-180.

176. Dobson J.F. et al. Prediction of dispersion forces: Is there a problem? // Australian Journal of Chemistry. CSIRO Publishing, 2001. Vol. 54, № 8. P. 513-527.

177. Klimes J., Michaelides A. Perspective: Advances and challenges in treating van der Waals dispersion forces in density functional theory // The Journal of Chemical Physics. 2012. Vol. 137, № 12. P. 120901.

178. Li B. et al. Probing van der Waals interactions at two-dimensional heterointerfaces // Nat. Nanotechnol. Nature Publishing Group, 2019. Vol. 14, № 6. P. 567-572.

179. Gobre V.V., Tkatchenko A. Scaling laws for van der Waals interactions in nanostructured materials // Nat Commun. Nature Publishing Group, 2013. Vol. 4, № 1. P. 2341.

180. Berland K. et al. van der Waals forces in density functional theory: a review of the vdW-DF method // Rep. Prog. Phys. IOP Publishing, 2015. Vol. 78, № 6. P. 066501.

181. Hermann J., DiStasio R.A., Tkatchenko A. First-Principles Models for van der Waals Interactions in Molecules and Materials: Concepts, Theory, and Applications // Chem. Rev. 2017. Vol. 117, № 6. P. 4714-4758.

182. Tkatchenko A., Scheffler M. Accurate Molecular Van Der Waals Interactions from Ground-State Electron Density and Free-Atom Reference Data // Phys. Rev. Lett. American Physical Society, 2009. Vol. 102, № 7. P. 073005.

183. Bucko T. et al. Improved Density Dependent Correction for the Description of London Dispersion Forces // J. Chem. Theory Comput. American Chemical Society, 2013. Vol. 9, № 10. P. 4293-4299.

184. Bucko T. et al. Extending the applicability of the Tkatchenko-Scheffler dispersion correction via iterative Hirshfeld partitioning // The Journal of Chemical Physics. 2014. Vol. 141, № 3. P. 034114.

185. Bultinck P. et al. Critical analysis and extension of the Hirshfeld atoms in molecules // The Journal of Chemical Physics. 2007. Vol. 126, № 14. P. 144111.

186. Tkatchenko A. et al. Accurate and Efficient Method for Many-Body van der Waals Interactions // Phys. Rev. Lett. American Physical Society, 2012. Vol. 108, № 23. P. 236402.

187. Dion M. et al. Van der Waals density functional for general geometries // Physical review letters. APS, 2004. Vol. 92, № 24. P. 246401.

188. Silvestrelli P.L. Van der Waals interactions in DFT made easy by Wannier functions // Physical Review Letters. APS, 2008. Vol. 100, № 5. P. 053002.

189. Ambrosetti A., Silvestrelli P. van der Waals interactions in density functional theory using Wannier functions: Improved C6 and C3 coefficients by a different approach // Physical Review B. APS, 2012. Vol. 85, № 7. P. 073101.

190. Grimme S. Accurate description of van der Waals complexes by density functional theory including empirical corrections // Journal of computational chemistry. Wiley Online Library, 2004. Vol. 25, № 12. P. 1463-1473.

191. Grimme S. Semiempirical GGA-type density functional constructed with a long-range dispersion correction // Journal of computational chemistry. Wiley Online Library, 2006. Vol. 27, № 15. P. 1787-1799.

192. Grimme S. et al. A consistent and accurate ab initio parametrization of density functional dispersion correction (DFT-D) for the 94 elements H-Pu // The Journal of chemical physics. 2010. Vol. 132, № 15. P. 154104.

193. Moellmann J., Grimme S. DFT-D3 study of some molecular crystals // The Journal of Physical Chemistry C. ACS Publications, 2014. Vol. 118, № 14. P. 7615-7621.

194. Hinuma Y. et al. Band structure diagram paths based on crystallography // Computational Materials Science. 2017. Vol. 128. P. 140-184.

195. Morales-Garcia A., Valero R., Illas F. An empirical, yet practical way to predict the band gap in solids by using density functional band structure calculations // The Journal of Physical Chemistry C. ACS Publications, 2017. Vol. 121, № 34. P. 18862-18866.

196. Zheng X. et al. Improving band gap prediction in density functional theory from molecules to solids // Physical review letters. APS, 2011. Vol. 107, № 2. P. 026403.

197. Mori-Sanchez P., Cohen A.J., Yang W. Localization and Delocalization Errors in Density Functional Theory and Implications for Band-Gap Prediction // Phys. Rev. Lett. American Physical Society, 2008. Vol. 100, № 14. P. 146401.

198. Perdew J.P. et al. Understanding band gaps of solids in generalized Kohn-Sham theory // Proceedings of the national academy of sciences. National Acad Sciences, 2017. Vol. 114, № 11. P. 2801-2806.

199. Tran F. et al. Semilocal exchange-correlation potentials for solid-state calculations: Current status and future directions // Journal of Applied Physics. 2019. Vol. 126, № 11. P. 110902.

200. Aryasetiawan F., Gunnarsson O. The GW method // Rep. Prog. Phys. 1998. Vol. 61, № 3. P. 237.

201. Hedin L. New Method for Calculating the One-Particle Green's Function with Application to the Electron-Gas Problem // Phys. Rev. American Physical Society, 1965. Vol. 139, № 3A. P. A796-A823.

202. Wan Z. et al. Effectively improving the accuracy of PBE functional in calculating the solid band gap via machine learning // Computational Materials Science. 2021. Vol. 198. P. 110699.

203. Masood H. et al. Enhancing prediction accuracy of physical band gaps in semiconductor materials // CR-PHYS-SC. Elsevier, 2023. Vol. 4, № 9.

204. Jihad I. et al. DFT-PBE band gap correction using machine learning with a reduced set of features // Computational Materials Science. 2024. Vol. 244. P. 113153.

205. Dau M.T. et al. Descriptor engineering in machine learning regression of electronic structure properties for 2D materials // Sci Rep. Nature Publishing Group, 2023. Vol. 13, № 1. P. 5426.

206. Borlido P. et al. Exchange-correlation functionals for band gaps of solids: benchmark, reparametrization and machine learning // npj Comput Mater. Nature Publishing Group, 2020. Vol. 6, № 1. P. 1-17.

207. Togo A., Tanaka I. First principles phonon calculations in materials science // Scripta Materialia. Elsevier, 2015. Vol. 108. P. 1-5.

208. Togo A., Oba F., Tanaka I. First-principles calculations of the ferroelastic transition between rutile-type and CaCl 2-type SiO2 at high pressures // Physical Review B—Condensed Matter and Materials Physics. APS, 2008. Vol. 78, № 13. P. 134106.

209. Baroni S. et al. Phonons and related crystal properties from density-functional perturbation theory // Reviews of modern Physics. APS, 2001. Vol. 73, № 2. P. 515.

210. Gajdos M. et al. Linear optical properties in the projector-augmented wave methodology // Phys. Rev. B. American Physical Society, 2006. Vol. 73, № 4. P. 045112.

211. Dresselhaus M.S. Solid State Physics Optical Properties of Solids. 2022.

212. Fox A.M. Optical Properties of Solids. Oxford University Press, 2001. 324 p.

213. Kahn A. Fermi level, work function and vacuum level // Materials Horizons. Royal Society of Chemistry, 2016. Vol. 3, № 1. P. 7-10.

214. Aras M., Kili9 C., Ciraci S. Planar heterostructures of single-layer transition metal dichalcogenides: Composite structures, Schottky junctions, tunneling barriers, and half metals // Physical Review B. APS, 2017. Vol. 95, № 7. P. 075434.

215. Fan Z.-Q. et al. In-plane Schottky-barrier field-effect transistors based on 1T/2H heterojunctions of transition-metal dichalcogenides // Physical Review B. APS, 2017. Vol. 96, № 16. P. 165402.

216. Baldereschi A., Baroni S., Resta R. Band Offsets in Lattice-Matched Heterojunctions: A Model and First-Principles Calculations for GaAs/AlAs // Phys. Rev. Lett. American Physical Society, 1988. Vol. 61, № 6. P. 734-737.

217. Silvi B., Savin A. Classification of chemical bonds based on topological analysis of electron localization functions // Nature. Nature Publishing Group UK London, 1994. Vol. 371, № 6499. P. 683-686.

218. Choudhuri I., Truhlar D.G. Calculating and Characterizing the Charge Distributions in Solids // J. Chem. Theory Comput. American Chemical Society, 2020. Vol. 16, № 9. P. 58845892.

219. Bader R.F. Atoms in molecules // Accounts of Chemical Research. ACS Publications, 1985. Vol. 18, № 1. P. 9-15.

220. Henkelman G.A., Arnaldsson A., Jonsson H. A fast and robust algorithm for Bader decomposition of charge density // Computational Materials Science. 2006. Vol. 36, № 3. P. 354-360.

221. Fonseca Guerra C. et al. Voronoi deformation density (VDD) charges: Assessment of the Mulliken, Bader, Hirshfeld, Weinhold, and VDD methods for charge analysis // Journal of computational chemistry. Wiley Online Library, 2004. Vol. 25, № 2. P. 189-210.

222. Bartz-Beielstein T. et al. Evolutionary Algorithms // WIREs Data Mining and Knowledge Discovery. 2014. Vol. 4, № 3. P. 178-195.

223. Oganov A.R., Glass C.W. Crystal structure prediction using ab initio evolutionary techniques: Principles and applications // The Journal of chemical physics. American Institute of Physics, 2006. Vol. 124, № 24. P. 244704.

224. Lyakhov A.O. et al. New developments in evolutionary structure prediction algorithm USPEX // Computer Physics Communications. Elsevier, 2013. Vol. 184, № 4. P. 1172-1182.

225. Oganov A.R., Lyakhov A.O., Valle M. How Evolutionary Crystal Structure Prediction Works and Why // Accounts of chemical research. ACS Publications, 2011. Vol. 44, № 3. P. 227-237.

226. Popov Z.I. et al. Novel two-dimensional boron oxynitride predicted using the USPEX evolutionary algorithm // Physical Chemistry Chemical Physics. Royal Society of Chemistry, 2021. Vol. 23, № 46. P. 26178-26184.

227. Sharma V. et al. Rational design of all organic polymer dielectrics // Nat Commun. Nature Publishing Group, 2014. Vol. 5, № 1. P. 4845.

228. Zhu Q. et al. Resorcinol Crystallization from the Melt: A New Ambient Phase and New "Riddles" // J. Am. Chem. Soc. American Chemical Society, 2016. Vol. 138, № 14. P. 48814889.

229. Lepeshkin S.V. et al. "Magic" Molecules and a New Look at Chemical Diversity of Hydrocarbons // The Journal of Physical Chemistry Letters. ACS Publications, 2022. Vol. 13, № 32. P. 7600-7606.

230. Rachitskii P. et al. Protein structure prediction using the evolutionary algorithm USPEX // Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics. Wiley Online Library, 2023. Vol. 91, № 7. P. 933-943.

231. Yu X. et al. The stability and unexpected chemistry of oxide clusters // Phys. Chem. Chem. Phys. The Royal Society of Chemistry, 2018. Vol. 20, № 48. P. 30437-30444.

232. Sandu M.P. et al. Influence of the Pd: Bi ratio on Pd-Bi/AhO3 catalysts: structure, surface and activity in glucose oxidation // Phys. Chem. Chem. Phys. The Royal Society of Chemistry,

2021. Vol. 23, № 27. P. 14889-14897.

233. Lepeshkin S. et al. Method for simultaneous prediction of atomic structure and stability of nanoclusters in a wide area of compositions // The journal of physical chemistry letters. ACS Publications, 2018. Vol. 10, № 1. P. 102-106.

234. Zhu Q. et al. Evolutionary method for predicting surface reconstructions with variable stoichiometry // Phys. Rev. B. American Physical Society, 2013. Vol. 87, № 19. P. 195317.

235. Ma Y. et al. Transparent dense sodium // Nature. Nature Publishing Group, 2009. Vol. 458, № 7235. P. 182-185.

236. Semenok D.V. et al. Superconductivity at 161 K in thorium hydride ThH10: Synthesis and properties // Materials Today. Elsevier, 2020. Vol. 33. P. 36-44.

237. Oganov A.R. Crystal structure prediction: reflections on present status and challenges // Faraday Discuss. The Royal Society of Chemistry, 2018. Vol. 211, № 0. P. 643-660.

238. Cheng G., Gong X.-G., Yin W.-J. Crystal structure prediction by combining graph network and optimization algorithm // Nat Commun. Nature Publishing Group, 2022. Vol. 13, № 1. P. 1492.

239. Yin X., Gounaris C.E. Search methods for inorganic materials crystal structure prediction // Current Opinion in Chemical Engineering. Elsevier, 2022. Vol. 35. P. 100726.

240. Griesemer S.D., Xia Y., Wolverton C. Accelerating the prediction of stable materials with machine learning // Nat Comput Sci. Nature Publishing Group, 2023. Vol. 3, № 11. P. 934945.

241. Thompson A.P. et al. LAMMPS - a flexible simulation tool for particle-based materials modeling at the atomic, meso, and continuum scales // Computer Physics Communications.

2022. Vol. 271. P. 108171.

242. Mouhat F., Coudert F.-X. Necessary and sufficient elastic stability conditions in various crystal systems // Phys. Rev. B. American Physical Society, 2014. Vol. 90, № 22. P. 224104.

243. Malyi O.I., Sopiha K.V., Persson C. Energy, Phonon, and Dynamic Stability Criteria of Two-Dimensional Materials // ACS Appl. Mater. Interfaces. American Chemical Society, 2019. Vol. 11, № 28. P. 24876-24884.

244. Oreshonkov A. et al. Electronic transitions and vibrational properties in bulk and monolayer g-C3N4, and g-C3N4/MoS2 heterostructure from DFT study. // Phys. Chem. Chem. Phys. The Royal Society of Chemistry, 2024.

245. Ong W.-J. et al. Graphitic Carbon Nitride (g-C3N4)-Based Photocatalysts for Artificial Photosynthesis and Environmental Remediation: Are We a Step Closer To Achieving Sustainability? // Chem. Rev. American Chemical Society, 2016. Vol. 116, № 12. P. 71597329.

246. Wang J. et al. Determination of Crystal Structure of Graphitic Carbon Nitride: Ab Initio Evolutionary Search and Experimental Validation // Chem. Mater. American Chemical Society, 2017. Vol. 29, № 7. P. 2694-2707.

247. Aras M., Kili9 £., Ciraci S. Lateral and Vertical Heterostructures of Transition Metal Dichalcogenides // J. Phys. Chem. C. American Chemical Society, 2018. Vol. 122, № 3. P. 1547-1555.

248. Nawz T. et al. Graphene to Advanced MoS2: A Review of Structure, Synthesis, and Optoelectronic Device Application: 10 // Crystals. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2020. Vol. 10, № 10. P. 902.

249. Marinov A.D. et al. Ex Situ Characterization of 1T/2H MoS2 and Their Carbon Composites for Energy Applications, a Review // ACS Nano. American Chemical Society, 2023. Vol. 17, № 6. P. 5163-5186.

250. Azadmanjiri J. et al. Graphene-Supported 2D transition metal dichalcogenide van der waals heterostructures // Applied Materials Today. 2020. Vol. 19. P. 100600.

251. Cho B. et al. Chemical Sensing of 2D Graphene/MoS2 Heterostructure device // ACS Appl. Mater. Interfaces. American Chemical Society, 2015. Vol. 7, № 30. P. 16775-16780.

252. Zhao G. et al. Preparation of 2D MoS2/Graphene Heterostructure through a Monolayer Intercalation Method and its Application as an Optical Modulator in Pulsed Laser Generation.

253. Mishra R.K., Verma K. Defect engineering in nanomaterials: Impact, challenges, and applications // Smart Materials in Manufacturing. Elsevier, 2024. Vol. 2. P. 100052.

254. Hemanth N. et al. Transition metal dichalcogenide-decorated MXenes: promising hybrid electrodes for energy storage and conversion applications // Materials Chemistry Frontiers. Royal Society of Chemistry, 2021. Vol. 5, № 8. P. 3298-3321.

255. Sheikh Z.A. et al. Transition metal chalcogenides, MXene, and their hybrids: An emerging electrochemical capacitor electrodes // Journal of Energy Storage. Elsevier, 2023. Vol. 71. P. 107997.

256. Mirzaei A. et al. Resistive Gas Sensors Based on 2D TMDs and MXenes // Accounts of Chemical Research. ACS Publications, 2024. Vol. 57, № 16. P. 2395-2413.

257. Cui X.-H. et al. Biaxial strain tunable quantum capacitance and photocatalytic properties of Hf2CO2 monolayer // Applied Surface Science. 2023. Vol. 616. P. 156579.

258. Li S.-S. et al. Strain-tunable electronic properties and optical properties of Hf2CO2 MXene // International Journal of Quantum Chemistry. 2020. Vol. 120, № 22. P. e26365.

259. Alinejadian N., Kollo L., Odnevall I. Progress in additive manufacturing of MoS2-based structures for energy storage applications-A review // Materials Science in Semiconductor Processing. Elsevier, 2022. Vol. 139. P. 106331.

260. Han X. et al. 2D organic-inorganic hybrid perovskite materials for nonlinear optics // Nanophotonics. De Gruyter, 2020. Vol. 9, № 7. P. 1787-1810.

261. Habib M.R. et al. Tunable photoluminescence in a van der Waals heterojunction built from a MoS2 monolayer and a PTCDA organic semiconductor. // Nanoscale. 2018.

262. Park S. et al. Type-I Energy Level Alignment at the PTCDA—Monolayer MoS2 Interface Promotes Resonance Energy Transfer and Luminescence Enhancement // Advanced Science. Wiley Online Library, 2021. Vol. 8, № 12. P. 2100215.

263. Obaidulla S.M. et al. MoS2 And Perylene Derivative Based Type-II heterostructure: Bandgap engineering and giant photoluminescence enhancement // Advanced Materials Interfaces. Wiley Online Library, 2020. Vol. 7, № 3. P. 1901197.

264. Guo Y. et al. Band alignment and interlayer hybridization in monolayer organic/WSe2 heterojunction // Nano Res. 2022. Vol. 15, № 2. P. 1276-1281.

265. Gu J. et al. Dipole-Aligned Energy Transfer between Excitons in Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenide and Organic Semiconductor // ACS Photonics. American Chemical Society, 2018. Vol. 5, № 1. P. 100-104.

266. Liu X. et al. Photoresponse of an Organic Semiconductor/Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenide Heterojunction // Nano Lett. American Chemical Society, 2017. Vol. 17, № 5. P. 3176-3181.

267. Kresse G., Furthmüller J. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set // Physical Review B. 1996. Vol. 54, № 16. P. 11169-11186.

268. Kresse G., Furthmüller J. Efficiency of ab-initio total energy calculations for metals and semiconductors using a plane-wave basis set // Computational Materials Science. 1996. Vol. 6, № 1. P. 15-50.

269. Kresse G., Hafner J. Ab initio molecular-dynamics simulation of the liquid-metal-amorphous-semiconductor transition in germanium // Physical Review B. 1994. Vol. 49, № 20. P. 14251-14269.

270. Parkin W.M. et al. Raman Shifts in Electron-Irradiated Monolayer MoS2 // ACS Nano. 2016. Vol. 10, № 4. P. 4134-4142.

271. Pawley G.S., Rinaldi R.P. Constrained refinement of orthorhombic sulphur // Acta Cryst B. International Union of Crystallography, 1972. Vol. 28, № 12. P. 3605-3609.

272. Abrahams S.C. The crystal and molecular structure of orthorhombic sulfur // Acta Cryst. International Union of Crystallography, 1955. Vol. 8, № 11. P. 661-671.

273. Cherin P., Unger P. The crystal structure of trigonal selenium // Inorg. Chem. American Chemical Society, 1967. Vol. 6, № 8. P. 1589-1591.

274. Haldar S. et al. Systematic study of structural, electronic, and optical properties of atomic-scale defects in the two-dimensional transition metal dichalcogenides MX2 (M = Mo, W; X =S, Se, Te) // Phys. Rev. B. American Physical Society, 2015. Vol. 92, № 23. P. 235408.

275. Lin Z. et al. Defects engineering monolayer MoSe2 magnetic states for 2D spintronic device // Journal of Alloys and Compounds. Elsevier, 2019. Vol. 774. P. 160-167.

276. Santosh K. et al. Impact of intrinsic atomic defects on the electronic structure of MoS2 monolayers // Nanotechnology. IOP Publishing, 2014. Vol. 25, № 37. P. 375703.

277. Zhang H. et al. Strain engineering the magnetic states of vacancy-doped monolayer MoSe2 // Journal of Alloys and Compounds. Elsevier, 2015. Vol. 635. P. 307-313.

278. Koos A.A. et al. Influence of native defects on the electronic and magnetic properties of CVD grown MoSe2 single layers // The Journal of Physical Chemistry C. ACS Publications, 2019. Vol. 123, № 40. P. 24855-24864.

279. Sorkin V. et al. The effects of point defect type, location, and density on the Schottky barrier height of Au/MoS2 heterojunction: a first-principles study // Sci Rep. Nature Publishing Group, 2022. Vol. 12, № 1. P. 18001.

280. Tsai C. et al. Electrochemical generation of sulfur vacancies in the basal plane of MoS2 for hydrogen evolution // Nat Commun. Nature Publishing Group, 2017. Vol. 8, № 1. P. 15113.

281. Addou R., Colombo L., Wallace R.M. Surface Defects on Natural MoS2 // ACS Appl. Mater. Interfaces. American Chemical Society, 2015. Vol. 7, № 22. P. 11921-11929.

282. Chen Y. et al. Tuning Electronic Structure of Single Layer MoS2 through Defect and Interface Engineering // ACS Nano. American Chemical Society, 2018. Vol. 12, № 3. P. 25692579.

283. Gao D. et al. Dual-Native Vacancy Activated Basal Plane and Conductivity of MoSe2 with High-Efficiency Hydrogen Evolution Reaction // Small. 2018. Vol. 14, № 14. P. 1704150.

284. Xia B. et al. Ar2+ Beam Irradiation-Induced Multivancancies in MoSe2 Nanosheet for Enhanced Electrochemical Hydrogen Evolution // ACS Energy Lett. American Chemical Society, 2018. Vol. 3, № 9. P. 2167-2172.

285. Wang X. et al. Vacancy Defects in 2D Transition Metal Dichalcogenide Electrocatalysts: From Aggregated to Atomic Configuration // Advanced Materials. 2023. Vol. 35, № 50. P. 2206576.

286. Keesom W.H., Taconis K.W. On the crystal structure of chlorine // Physica. 1936. Vol. 3, № 1. P. 237-242.

287. Powell B. m., Heal K. m., Torrie B. h. The temperature dependence of the crystal structures of the solid halogens, bromine and chlorine // Molecular Physics. Taylor & Francis, 1984. Vol. 53, № 4. P. 929-939.

288. Bertolotti F. et al. Intermolecular Bonding Features in Solid Iodine // Crystal Growth & Design. American Chemical Society, 2014. Vol. 14, № 7. P. 3587-3595.

289. Ivlev S.I. et al. The Crystal Structures of a- and P-F2 Revisited // Chemistry - A European Journal. 2019. Vol. 25, № 13. P. 3310-3317.

290. Li H. et al. Nonmetal doping induced electronic and magnetic properties in MoSe2 monolayer // Chemical Physics Letters. 2018. Vol. 692. P. 69-74.

291. Hong J. et al. Exploring atomic defects in molybdenum disulphide monolayers // Nature communications. 2015. Vol. 6, № 1. P. 1-8.

292. Zhou W. et al. Intrinsic structural defects in monolayer molybdenum disulfide // Nano letters. 2013. Vol. 13, № 6. P. 2615-2622.

293. Wang W. et al. Defect Passivation and Photoluminescence Enhancement of Monolayer M0S2 Crystals through Sodium Halide-Assisted Chemical Vapor Deposition Growth // ACS Appl. Mater. Interfaces. American Chemical Society, 2020. Vol. 12, № 8. P. 9563-9571.

294. Kim T., Kim Y., Kim E.K. Characteristics of Cl-doped MoS2 field-effect transistors // Sensors and Actuators A: Physical. 2020. Vol. 312. P. 112165.

295. Yang L. et al. Chloride Molecular Doping Technique on 2D Materials: WS2 and MoS2 // Nano Lett. American Chemical Society, 2014. Vol. 14, № 11. P. 6275-6280.

296. Huang Y. et al. Effect of fluorine doping on the NO2-sensing properties of MoS2 nanoflowers // Nanotechnology. IOP Publishing, 2023. Vol. 34, № 50. P. 505501.

297. Pauling L. THE NATURE OF THE CHEMICAL BOND. IV. THE ENERGY OF SINGLE BONDS AND THE RELATIVE ELECTRONEGATIVITY OF ATOMS // J. Am. Chem. Soc. American Chemical Society, 1932. Vol. 54, № 9. P. 3570-3582.

298. Tantardini C., Oganov A.R. Thermochemical electronegativities of the elements // Nat Commun. Nature Publishing Group, 2021. Vol. 12, № 1. P. 2087.

299. Yang C.-Y. et al. Phase-driven magneto-electrical characteristics of single-layer MoS2 // Nanoscale. The Royal Society of Chemistry, 2016. Vol. 8, № 10. P. 5627-5633.

300. Jia C. et al. Modulating the magnetic properties of MoS2 monolayers by group VIII doping and vacancy engineering // RSC Adv. The Royal Society of Chemistry, 2018. Vol. 8, № 34. P. 18837-18850.

301. Zhong H. et al. Interfacial Properties of Monolayer and Bilayer MoS2 Contacts with Metals: Beyond the Energy Band Calculations // Sci Rep. Nature Publishing Group, 2016. Vol. 6, № 1. P. 21786.

302. Banu S L. et al. First-Principles Insights into the Relative Stability, Physical Properties, and Chemical Properties of MoSe2 // ACS Omega. American Chemical Society, 2023. Vol. 8, № 15. P. 13799-13812.

303. Yang X., Li B. Monolayer MoS2 for nanoscale photonics // Nanophotonics. De Gruyter, 2020. Vol. 9, № 7. P. 1557-1577.

304. Lee W. et al. Time-resolved ARPES Determination of a Quasi-Particle Band Gap and Hot Electron Dynamics in Monolayer MoS2 // Nano Lett. 2021. Vol. 21, № 17. P. 7363-7370.

305. Ma Y. et al. Electronic and magnetic properties of perfect, vacancy-doped, and nonmetal adsorbed MoSe2, MoTe2 and WS2 monolayers // Phys. Chem. Chem. Phys. The Royal Society of Chemistry, 2011. Vol. 13, № 34. P. 15546-15553.

306. Tan A.M.Z., Freysoldt C., Hennig R.G. Stability of charged sulfur vacancies in 2D and bulk MoS2 from plane-wave density functional theory with electrostatic corrections // Phys. Rev. Mater. American Physical Society, 2020. Vol. 4, № 6. P. 064004.

307. Jansen D. et al. Tip-induced creation and Jahn-Teller distortions of sulfur vacancies in single-layer MoS2 // Phys. Rev. B. American Physical Society, 2024. Vol. 109, № 19. P. 195430.

308. Hu A.-M. et al. Electronic structures and magnetic properties in nonmetallic element substituted MoS2 monolayer // Computational Materials Science. Elsevier, 2015. Vol. 107. P. 72-78.

309. Anderson P.W. Antiferromagnetism. Theory of superexchange interaction // Physical Review. APS, 1950. Vol. 79, № 2. P. 350.

310. Sakai S. et al. Proximity-Induced Spin Polarization of Graphene in Contact with Half-Metallic Manganite // ACS Nano. 2016. Vol. 10, № 8. P. 7532-7541.

311. Dolui K. et al. Possible doping strategies for MoS2 monolayers: An ab initio study // Physical Review B—Condensed Matter and Materials Physics. APS, 2013. Vol. 88, № 7. P. 075420.

312. Yue Q. et al. Functionalization of monolayer MoS2 by substitutional doping: a first-principles study // Physics Letters A. Elsevier, 2013. Vol. 377, № 19-20. P. 1362-1367.

313. Zhang L. et al. A study on monolayer MoS2 doping at the S site via the first principle calculations // Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures. Elsevier, 2017. Vol. 94. P. 47-52.

314. Zhao Y. et al. Tuning the magnetic properties of the monolayer MoSe2 by nonmetal doping: First-principles study // Solid State Communications. Elsevier, 2018. Vol. 281. P. 6-11.

315. Zhao X. et al. Effective n-type F-doped MoSe2 monolayers // RSC Advances. Royal Society of Chemistry, 2017. Vol. 7, № 43. P. 26673-26679.

316. Prucnal S. et al. Chlorine doping of MoSe2 flakes by ion implantation // Nanoscale. The Royal Society of Chemistry, 2021. Vol. 13, № 11. P. 5834-5846.

317. Chee S.-S. et al. Substitutional Fluorine Doping of Large-Area Molybdenum Disulfide Monolayer Films for Flexible Inverter Device Arrays // ACS Appl. Mater. Interfaces. American Chemical Society, 2020. Vol. 12, № 28. P. 31804-31809.

318. Chen M. et al. Stable few-layer MoS2 rectifying diodes formed by plasma-assisted doping // Applied Physics Letters. 2013. Vol. 103, № 14. P. 142110.

319. Wi S. et al. Enhancement of Photovoltaic Response in Multilayer MoS2 Induced by Plasma Doping // ACS Nano. American Chemical Society, 2014. Vol. 8, № 5. P. 5270-5281.

320. Sovizi S., Szoszkiewicz R. Single atom doping in 2D layered MoS2 from a periodic table perspective // Surface Science Reports. 2022. Vol. 77, № 3. P. 100567.

321. Bora M., Deb P. Magnetic proximity effect in two-dimensional van der Waals heterostructure // J. Phys. Mater. IOP Publishing, 2021. Vol. 4, № 3. P. 034014.

322. Mounet N. et al. Two-dimensional materials from high-throughput computational exfoliation of experimentally known compounds // Nature nanotechnology. Nature Publishing Group, 2018. Vol. 13, № 3. P. 246-252.

323. Han W. et al. Graphene spintronics // Nature nanotechnology. Nature Publishing Group, 2014. Vol. 9, № 10. P. 794-807.

324. Tombros N. et al. Electronic spin transport and spin precession in single graphene layers at room temperature // Nature. Nature Publishing Group, 2007. Vol. 448, № 7153. P. 571-574.

325. Hu J. et al. Tunable Spin-Polarized States in Graphene on a Ferrimagnetic Oxide Insulator // Advanced Materials. John Wiley & Sons, Ltd, 2024. Vol. 36, № 8. P. 2305763.

326. Wei P. et al. Strong interfacial exchange field in the graphene/EuS heterostructure // Nature Mater. Nature Publishing Group, 2016. Vol. 15, № 7. P. 711-716.

327. Wang Z., Chen Q., Wang J. Electronic Structure of Twisted Bilayers of Graphene/MoS2 and MoS2/MoS2 // J. Phys. Chem. C. 2015. Vol. 119, № 9. P. 4752-4758.

328. Fang Q. et al. van der Waals graphene/MoS2 heterostructures: tuning the electronic properties and Schottky barrier by applying a biaxial strain // Materials Advances. Royal Society of Chemistry, 2022. Vol. 3, № 1. P. 624-631.

329. Wen J. et al. Promising M2CO2/MoX2 (M= Hf, Zr; X= S, Se, Te) Heterostructures for Multifunctional Solar Energy Applications // Molecules. MDPI, 2023. Vol. 28, № 8. P. 3525.

330. Zhang M. et al. Two-dimensional Hf2CO2/GaN van der Waals heterostructure for overall water splitting: a density functional theory study // J Mater Sci: Mater Electron. 2021. Vol. 32, № 14. P. 19368-19379.

331. Khazaei M. et al. Novel electronic and magnetic properties of two-dimensional transition metal carbides and nitrides // Advanced Functional Materials. Wiley Online Library, 2013. Vol. 23, № 17. P. 2185-2192.

332. Surucu O. et al. Temperature-tuned band gap properties of MoS2 thin films // Materials Letters. 2020. Vol. 275. P. 128080.

333. Trainer D.J. et al. Inter-Layer Coupling Induced Valence Band Edge Shift in Mono- to Few-Layer MoS2: 1 // Sci Rep. Nature Publishing Group, 2017. Vol. 7, № 1. P. 40559.

334. Zha X.-H. et al. The thermal and electrical properties of the promising semiconductor MXene Hf2CO2: 1 // Sci Rep. Nature Publishing Group, 2016. Vol. 6, № 1. P. 27971.

335. Friedrich R. et al. Data-Driven Quest for Two-Dimensional Non-van der Waals Materials // Nano Lett. American Chemical Society, 2022. Vol. 22, № 3. P. 989-997.

336. Gu J. et al. MX Anti-MXenes from Non-van der Waals Bulks for Electrochemical Applications: The Merit of Metallicity and Active Basal Plane // ACS Nano. American Chemical Society, 2021. Vol. 15, № 4. P. 6233-6242.

337. Momma K., Izumi F. VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data // J Appl Cryst. 2011. Vol. 44, № 6. P. 1272-1276.

338. Lu P. et al. Strain-dependent electronic and magnetic properties of MoS2 monolayer, bilayer, nanoribbons and nanotubes // Phys. Chem. Chem. Phys. The Royal Society of Chemistry, 2012. Vol. 14, № 37. P. 13035-13040.

339. Yankowitz M. et al. Pressure-induced commensurate stacking of graphene on boron nitride: 1 // Nat Commun. Nature Publishing Group, 2016. Vol. 7, № 1. P. 13168.

340. Ogawa T. et al. 3,4:9,10-Perylenetetracarboxylic dianhydride (PTCDA) by electron crystallography // Acta Cryst B. International Union of Crystallography, 1999. Vol. 55, № 1. P. 123-130.

341. Kadantsev E.S., Hawrylak P. Electronic structure of a single MoS2 monolayer // Solid state communications. Elsevier, 2012. Vol. 152, № 10. P. 909-913.

342. Chen Z., Wang L.-W. Material Genome Explorations and New Phases of Two-Dimensional MoS2, WS2, and ReS2 Monolayers // Chem. Mater. American Chemical Society, 2018. Vol. 30, № 18. P. 6242-6248.

343. Wang X. et al. Deriving 2D M2X3 (M = Mo, W, X = S, Se) by periodic assembly of chalcogen vacancy lines in their MX2 counterparts // Nanoscale. Royal Society of Chemistry, 2020. Vol. 12, № 15. P. 8285-8293.

344. Fu Q. et al. 2D Transition Metal Dichalcogenides: Design, Modulation, and Challenges in Electrocatalysis // Advanced Materials. 2021. Vol. 33, № 6. P. 1907818.

345. Li X., Meng S., Sun J.-T. Emergence of d-orbital magnetic Dirac fermions in a MoS2 monolayer with squared pentagon structure // Physical Review B. APS, 2020. Vol. 101, № 14. P. 144409.

346. Eda G. et al. Coherent atomic and electronic heterostructures of single-layer MoS2 // ACS nano. ACS Publications, 2012. Vol. 6, № 8. P. 7311-7317.

347. Qian X. et al. Quantum spin Hall effect in two-dimensional transition metal dichalcogenides // Science. American Association for the Advancement of Science, 2014. Vol. 346, № 6215. P. 1344-1347.

348. Ma F. et al. Predicting a new phase (T'') of two-dimensional transition metal di-chalcogenides and strain-controlled topological phase transition // Nanoscale. Royal Society of Chemistry, 2016. Vol. 8, № 9. P. 4969-4975.

349. Ma Y. et al. Two-dimensional transition metal dichalcogenides with a hexagonal lattice: Room-temperature quantum spin Hall insulators // Physical Review B. APS, 2016. Vol. 93, № 3. P. 035442.

350. Liu P.-F. et al. New quantum spin Hall insulator in two-dimensional MoS2 with periodically distributed pores // Nanoscale. The Royal Society of Chemistry, 2016. Vol. 8, № 9. P. 49154921.

351. Li W. et al. Gapless MoS2 allotrope possessing both massless Dirac and heavy fermions // Physical Review B. APS, 2014. Vol. 89, № 20. P. 205402.

352. Samy O. et al. A Review on MoS2 Properties, Synthesis, Sensing Applications and Challenges: 4 // Crystals. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2021. Vol. 11, № 4. P. 355.

353. Shirodkar S.N., Waghmare U.V. Emergence of Ferroelectricity at a Metal-Semiconductor Transition in a 1T Monolayer of MoS2 // Phys. Rev. Lett. American Physical Society, 2014. Vol. 112, № 15. P. 157601.

354. Whangbo M.H., Canadell E. Analogies between the concepts of molecular chemistry and solid-state physics concerning structural instabilities. Electronic origin of the structural modulations in layered transition metal dichalcogenides // J. Am. Chem. Soc. American Chemical Society, 1992. Vol. 114, № 24. P. 9587-9600.

355. Zhao W. et al. Metastable M0S2: Crystal Structure, Electronic Band Structure, Synthetic Approach and Intriguing Physical Properties // Chemistry - A European Journal. John Wiley & Sons, Ltd, 2018. Vol. 24, № 60. P. 15942-15954.

356. Liu Y. et al. First-principles study on structural, thermal, mechanical and dynamic stability of T'-MoS2 // Journal of Physics: Condensed Matter. IOP Publishing, 2017. Vol. 29, № 9. P. 095702.

357. Patil U., Caffrey N.M. Composition dependence of the charge-driven phase transition in group-VI transition metal dichalcogenides // Phys. Rev. B. American Physical Society, 2019. Vol. 100, № 7. P. 075424.

358. Chou S.S. et al. Understanding catalysis in a multiphasic two-dimensional transition metal dichalcogenide // Nat Commun. Nature Publishing Group, 2015. Vol. 6, № 1. P. 8311.

359. Lin X. et al. Two-dimensional metallic MoS2: A DFT study // Computational Materials Science. Elsevier, 2016. Vol. 124. P. 49-53.

360. Fang Y. et al. Robust quantum anomalous Hall effect in a pentagonal MoS2 monolayer grown on Cul (001) substrates // Physical Review B. APS, 2021. Vol. 103, № 11. P. 115131.

361. Sun Y., Felser C., Yan B. Graphene-like Dirac states and quantum spin Hall insulators in square-octagonal MX2 (M=Mo, W; X=S, Se, Te) isomers // Phys. Rev. B. American Physical Society, 2015. Vol. 92, № 16. P. 165421.

362. Ma Y. et al. Quantum spin Hall effect and topological phase transition in two-dimensional square transition-metal dichalcogenides // Physical Review B. APS, 2015. Vol. 92, № 8. P. 085427.

363. Wu D. et al. Reshaping two-dimensional MoS2 for superior magnesium-ion battery anodes // Journal of Colloid and Interface Science. Elsevier, 2021. Vol. 597. P. 401-408.

364. Sukhanova E.V. et al. A Novel Membrane-like 2D A'-MoS2 as Anode for Lithium- and Sodium-Ion Batteries: 11 // Membranes. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2022. Vol. 12, № 11. P. 1156.

365. Hong J. et al. Multiple 2D Phase Transformations in Monolayer Transition Metal Chalcogenides.

366. Wang X.-W. et al. Mass transport induced structural evolution and healing of sulfur vacancy lines and Mo chain in monolayer MoS2 // Rare Met. 2022. Vol. 41, № 1. P. 333-341.

367. Peng Y. et al. High Anisotropic Optoelectronics in Monolayer Binary M8X12 (M = Mo, W; X = S, Se, Te) // ACS Appl. Mater. Interfaces. American Chemical Society, 2022. Vol. 14, № 23. P. 27056-27062.

368. Liu Q. et al. Gram-scale aqueous synthesis of stable few-layered 1T-MoS2: applications for visible-light-driven photocatalytic hydrogen evolution // Small. Wiley Online Library, 2015. Vol. 11, № 41. P. 5556-5564.

369. Xu H. et al. Observation of Gap Opening in 1T' Phase MoS2 Nanocrystals // Nano Lett. American Chemical Society, 2018. Vol. 18, № 8. P. 5085-5090.

370. Anemone G. et al. Experimental determination of thermal expansion of natural MoS2 // 2D Mater. IOP Publishing, 2018. Vol. 5, № 3. P. 035015.

371. Li S. et al. Growth Anisotropy and Morphology Evolution of Line Defects in Monolayer MoS2: Atomic-Level Observation, Large-Scale Statistics, and Mechanism Understanding // Small. 2024. Vol. 20, № 4. P. 2303511.

372. Sun J. et al. Synthesis methods of two-dimensional MoS2: A brief review // Crystals. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2017. Vol. 7, № 7. P. 198.

373. Joseph T. et al. Nonstoichiometric phases of two-dimensional transition-metal dichalcogenides: from chalcogen vacancies to pure metal membranes // The journal of physical chemistry letters. ACS Publications, 2019. Vol. 10, № 21. P. 6492-6498.

374. Zha L. et al. Electronic properties of the one-dimensional interfaces in two dimensional lateral (MoS2)m/(Mo2S3)m heterostructures // Chemical Physics Letters. 2021. Vol. 778. P. 138761.

375. Sukhanova E. et al. 2D-Mo3S4 phase as promising contact for MoS2 // Applied Surface Science. North-Holland, 2022. Vol. 589. P. 152971.

376. Ghorbani-Asl M. et al. Two-dimensional MoS2 under ion irradiation: from controlled defect production to electronic structure engineering // 2D Materials. IOP Publishing, 2017. Vol. 4, № 2. P. 025078.

377. Zeng F., Zhang W.-B., Tang B.-Y. Electronic structures and elastic properties of monolayer and bilayer transition metal dichalcogenides MX2 (M= Mo, W; X= O, S, Se, Te): a comparative first-principles study // Chinese Physics B. IOP Publishing, 2015. Vol. 24, № 9. P. 097103.

378. £akir D., Peeters F.M., Sevik C. Mechanical and thermal properties of H-MX2 (M= Cr, Mo, W; X= O, S, Se, Te) monolayers: A comparative study // Applied Physics Letters. AIP Publishing, 2014. Vol. 104, № 20.

379. Peng Q., De S. Outstanding mechanical properties of monolayer MoS2 and its application in elastic energy storage // Physical Chemistry Chemical Physics. Royal Society of Chemistry, 2013. Vol. 15, № 44. P. 19427-19437.

380. Gan Y., Zhao H. Chirality effect of mechanical and electronic properties of monolayer MoS2 with vacancies // Physics Letters A. Elsevier, 2014. Vol. 378, № 38-39. P. 2910-2914.

381. Li M. et al. The effect of VmoS3 point defect on the elastic properties of monolayer MoS2 with rebo potentials // Nanoscale research letters. Springer, 2016. Vol. 11. P. 1-7.

382. Akhter M.J. et al. Mechanical properties of monolayer MoS2 with randomly distributed defects // Materials. MDPI, 2020. Vol. 13, № 6. P. 1307.

383. van der Zande A.M. et al. Grains and grain boundaries in highly crystalline monolayer molybdenum disulphide // Nature Materials. 2013. Vol. 12, № 6. P. 554-561.

384. Kim H., Choi H.J. Thickness dependence of work function, ionization energy, and electron affinity of Mo and W dichalcogenides from DFT and GW calculations // Physical Review B. APS, 2021. Vol. 103, № 8. P. 085404.

385. Houssa M. et al. Contact resistance at MoS2-based 2D metal/semiconductor lateral heterojunctions // ACS Applied Nano Materials. ACS Publications, 2019. Vol. 2, № 2. P. 760766.

386. Houssa M. et al. Contact resistance at graphene/MoS2 lateral heterostructures // Applied Physics Letters. AIP Publishing LLC, 2019. Vol. 114, № 16. P. 163101.

387. Schottky W. Zur halbleitertheorie der sperrschicht-und spitzengleichrichter // Zeitschrift für Physik. Springer, 1939. Vol. 113, № 5. P. 367-414.

388. Schottky W. Halbleitertheoerie der sperrschicht // Naturwissenschaften. 1938. Vol. 26. P. 843.

389. Mott N.F. The theory of crystal rectifiers // Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. The Royal Society London, 1939. Vol. 171, № 944. P. 27-38.

390. Mazitov A. et al. Substrate-aware computational design of two-dimensional materials: arXiv:2408.08663. arXiv, 2024.

ПРИЛОЖЕНИЕ A

Рисунок А1 - Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Рисунок Б1 - Предложенные элементарные ячейки гетероструктуры Hf2CO2/MoS2: а)

a^aV5 — 2V3, б) axaV3, в) axa. Красным, золотым, коричневым, желтым, фиолетовым цветами обозначены атомы кислорода, гафния, углерода, серы и молибдена, соответственно. Синими линиями обозначена элементарная ячейка

Таблица Б1 - Параметры предложенных элементарных ячеек гетероструктуры Hf2CO2/MoS2

№ Ячейка Количество атомов S, %