[发明专利]用于半导体发光组件的异质结发电设备及计算机构建方法

权利要求书

1.一种用于半导体发光组件的异质结发电设备，其特征在于：包括：通过外加电路依次连接成回路的正极、磷烯二维材料异质结基底和负极，设置在正极和磷烯二维材料异质结基底之间的强电子受体装置，间隔设置在负极和磷烯二维材料异质结基底之间的强电子供给装置，与强电子受体装置和强电子供给装置连接的谐振器，以及用于控制谐振器震动的控制装置；

强电子供给装置包括BV分子(苄基紫精)层，强电子受体装置包括F4TCNQ分子(2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌)层，磷烯二维材料异质结基底包括靠近BV分子层一侧的二维磷烯γ-P层和形成在二维磷烯γ-P层表面且靠近F4TCNQ分子层一侧的二维磷烯δ-P层；谐振器工作时，带动F4TCNQ分子和BV分子在电极和异质结基底之间震动，产生电荷转移并形成供电电流回路。

2.根据权利要求1所述的用于半导体发光组件的异质结发电设备，其特征在于：强电子受体装置包括具有电子传输能力的二维基底材料，F4TCNQ分子层形成在二维基底材料表面，强电子受体装置接触到正电极时，正电荷就会自动在正电极上积累；强电子供给装置包括具有电子传输能力的二维基底材料，BV分子层形成在二维基底材料表面，强电子供给装置接触到负电极时，负电荷就会自动在负电极上积累。

3.根据权利要求1所述的用于半导体发光组件的异质结发电设备的计算机构建方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)构建二维磷烯γ-P和δ-P单胞结构并优化，对优化后的γ-P单胞结构采用4*5进行超胞构建，δ-P单胞结构采用4*3进行超胞构建，分别得到单层稳定的γ-P和δ-P二维材料；

(2)构建δ-P/γ-P异质结材料：对单层稳定的γ-P和δ-P二维材料扶手椅边和锯齿形边施加应变处理，再将γ-P纵向堆叠到δ-P上进行结构优化，得到稳定的磷烯二维材料异质结基底；

(3)构建结构稳定的F4TCNQ分子和BV分子；

(4)将步骤(3)构建好的F4TCNQ和BV分子放在步骤(2)构建的磷烯二维材料异质结基底的顶位、桥位和空位，分别计算吸附体系的吸附能，最终确定吸附体系的最稳定吸附位置和吸附能大小；

(5)分别计算F4TCNQ在磷烯二维材料异质结基底的δ-P层一侧的最稳定吸附位置和BV磷烯二维材料异质结基底的γ-P层一侧的最稳定吸附位置的Bader电荷转移量和能带结构，画出输出电压和输出电流与分子对数量关系的匹配图，确定所需分子数。

4.根据权利要求3所述的用于半导体发光组件的异质结发电设备的计算机构建方法，其特征在于：步骤(1)中具体优化方法为：γ-P晶格常数扶手椅边为锯齿形边为δ-P晶格常数扶手椅边为锯齿形边为分别设置的真空层并采用PBE+vdW泛函进行结构优化，其中能量收敛精度设置为1*10^-3meV/atom，力的收敛精度设置为采用11*11*1的k点网格。

5.根据权利要求3所述的半导体发光组件的异质结发电设备的计算机构建方法，其特征在于：步骤(2)中具体应变处理方法为：对γ-P扶手椅边应变变量处理为压缩0.88％，锯齿形边应变变量处理为拉伸0.55％；对δ-P扶手椅边应变变量处理为拉伸0.85％，锯齿形边应变变量处理为压缩0.57％，使得两种二维材料扶手椅边都为和锯齿形边为

6.根据权利要求3所述的用于半导体发光组件的异质结发电设备的计算机构建方法，其特征在于：步骤(3)中具体构建方法为：在MS(Materials Studio)软件中构建出F4TCNQ和BV分子的结构，并采用PBE+vdW的泛函进行结构优化，能量收敛精度设置为1*10^-3meV/atom，力的收敛精度设置为采用9*9*1的k点网格，从而获得准确度更高的结构稳定的F4TCNQ和BV分子。

7.根据权利要求3所述的用于半导体发光组件的异质结发电设备的计算机构建方法，其特征在于：步骤(4)中吸附能计算方法为采用PBE+vdW泛函，能量收敛精度设置为1*10^-3meV/atom，力的收敛精度设置为采用3*3*1的k点网格。