Properti Elektronik dan Magnetik Monolayer WSe2 yang Cacat dengan Lowongan

Abstrak

Dengan mengadopsi metode prinsip pertama berdasarkan teori fungsi kerapatan, kami mempelajari sifat struktural, elektronik, dan magnetik dari WSe monolayer yang cacat₂ dengan lowongan dan pengaruh ketegangan eksternal pada konfigurasi yang membelot. Perhitungan kami menunjukkan bahwa dua kekosongan atom W (V_W2 ) dan satu atom W dan tiga pasang kekosongan atom Se di dekatnya (V_WSe6 ) keduanya menginduksi magnet menjadi monolayer WSe₂ dengan momen magnet 2 dan 6 μ_B , masing-masing. Momen magnetik terutama disumbangkan oleh atom di sekitar kekosongan. Khususnya, WSe monolayer₂ dengan V_W2 adalah setengah logam. Selain itu, satu kekosongan atom Se dan satu atom W (V_Se , V_B ), dua kekosongan atom Se (V_Se-Se ), dan satu atom W dan tiga atom Se di dekatnya pada kekosongan lapisan yang sama (V_WSe3 )-doped monolayer WSe₂ tetap sebagai semikonduktor non-magnetik. Tetapi keadaan elektronik tidak murni yang dikaitkan dari orbital W d dan Se p di sekitar kekosongan terletak di sekitar tingkat Fermi dan mempersempit celah energi. Sementara itu, perhitungan kami menunjukkan bahwa regangan tarik 0~7% tidak hanya memanipulasi sifat elektronik dari WSe monolayer yang cacat₂ dengan kekosongan dengan mempersempit kesenjangan energi mereka, tetapi juga mengontrol momen magnetik V_W -, V_W2 -, dan V_WSe6 -doped monolayer WSe₂ .

Pengantar

Tidak seperti graphene tanpa celah [1, 2], lapisan tunggal semikonduktor logam transisi dichalcogenide (TMD) dengan celah pita 1~2 eV [3,4,5,6] memiliki keunggulan unggul di bidang katalis, elektronik, dan optoelektronika karena sifat kimia, optik, dan elektroniknya yang unik [3,4,5,6,7,8,9]. Khususnya, WSe monolayer₂ adalah semikonduktor dengan celah pita langsung ~ 1.6 eV [4, 10,11,12]. Selain itu, mobilitas operatornya sekitar 250 cm² /V, dan rasio hidup/mati lebih tinggi dari 10⁶ pada suhu kamar [13]. Lebih penting lagi, WSe monolayer₂ adalah TMD pertama yang menunjukkan perilaku konduksi tipe-p dengan logam fungsi kerja tinggi (Pd) sebagai kontaknya [13]. Karena properti baru ini, monolayer WSe₂ telah dipelajari secara luas sebagai kandidat yang menjanjikan di masa depan elektronik dan optoelektronik [4, 6, 13,14,15,16]. Namun, monolayer WSe₂ bersifat non-magnetik yang membatasi penerapannya di banyak bidang lain yang terkait dengan magnetisme.

Berdasarkan penelitian sebelumnya [17,18,19,20,21,22,23,24,25], cacat struktural berpengaruh signifikan terhadap sifat mekanik, elektronik, dan magnetik. Misalnya, cacat titik dan cacat kekosongan memasukkan magnetisme ke dalam graphene [19, 20], MoS₂ monolayer, dan BaTiO₃ (001) film tipis [21,22,23], masing-masing. Wu dkk. mempelajari efek cacat pada kinerja transmisi perangkat di WSe monolayer₂ tunneling field-effect transistors (TFSTs) dengan melakukan perhitungan ab initio, yang menunjukkan bahwa cacat dapat dirancang dengan baik untuk mendapatkan TFET berkinerja tinggi [25]. Sementara itu, cacat struktural ditemukan pada bahan 2D as-grown karena ketidaksempurnaan proses pertumbuhan [19, 20, 26,27,28]. Misalnya, cacat struktural intrinsik, seperti cacat titik, terlihat pada WSe monolayer yang sudah tumbuh₂ [26].

Memang, metode rekayasa struktural termasuk iradiasi oleh partikel energi tinggi dari berkas elektron [29], sinar ion [30] dan laser energi tinggi, dan etsa kimia [31, 32] adalah teknik yang efektif untuk menginduksi cacat pada bahan 2D dan telah digunakan untuk memodifikasi struktur atom. Oleh karena itu, tidak hanya signifikan tetapi juga realistis untuk mempelajari pengaruh cacat struktural seperti kekosongan pada properti monolayer WSe₂ , yang mungkin menawarkan fitur baru kepada kami. Selain itu, bahan 2D dapat menahan regangan besar sebelum pecah dan bahkan dapat diregangkan melebihi batas bawaan 10% karena kemampuan deformasi plastisnya yang kuat seperti yang ditunjukkan pada monolayer MoS₂ [33, 34]. Dengan demikian, rekayasa regangan telah banyak digunakan untuk menyesuaikan sifat bahan 2D dan meningkatkan kinerja yang relevan dalam aplikasi terkait [11, 17, 33,34,35,36,37,38,39]. Menurut penelitian Yang et al., regangan lokal skala nano memodifikasi celah pita optik dan mengubah sifat elektronik dan magnetik monolayer ReSe₂ [38]. Khususnya, dilaporkan bahwa WS non-magnetik₂ monolayer menjadi feromagnetik di bawah regangan biaksial yang diterapkan, dan momen magnetik tertinggi mencapai 4,85 μ_B [39].

Dalam karya ini, kami secara sistematis menyelidiki efek cacat kekosongan dan regangan tarik pada sifat elektronik monolayer WSe₂ . Kami menghitung beberapa cacat kekosongan dari kekosongan atom tunggal, kekosongan atom ganda, dan kekosongan besar empat dan tujuh atom. Kami menemukan bahwa semua cacat kekosongan mengubah sifat elektronik monolayer WSe₂ , sedangkan hanya V_W2 dan V_WSe6 lowongan memperkenalkan magnet 2 dan 6 μ_B , masing-masing. Selain itu, monolayer WSe₂ dengan V_W kekosongan berubah menjadi magnet dari non-magnetik di bawah regangan tarik eksternal. Lebih penting lagi, regangan biaksial eksternal secara efektif memodulasi tidak hanya celah energi tetapi juga momen magnetik V_W -, V_W2 -, dan V_WSe6 -doped monolayer WSe₂ . Perhitungan kami menyarankan WSe monolayer yang cacat₂ dengan lowongan sebagai semikonduktor magnetik monolayer potensial.

Metode Komputasi

Semua perhitungan dalam penelitian ini dilakukan dengan mengadopsi Paket Simulasi Vienna Ab initio (VASP) berdasarkan teori fungsi densitas (DFT) [40, 41]. Metode Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) digunakan untuk menghitung interaksi pertukaran elektronik [42]. Interaksi ion-elektron dan elektron-elektron dihitung dengan metode proyektor augmented wave (PAW) dan set dasar gelombang bidang [43, 44]. Energi cutoff untuk set dasar gelombang bidang diatur ke 300 eV, dan zona Brillouin pertama diambil sampelnya dengan 3 × 3 × 1 k-mesh berdasarkan metode Monkhorst-Pack [45]. Ruang vakum 15 Å ditambahkan di sepanjang arah vertikal di atas lapisan tunggal untuk menghilangkan interaksi antara gambar yang berdekatan dalam model pelat periodik. Relaksasi struktur telah dilakukan sampai semua gaya pada setiap ion kurang dari 0,02 eV/Å, dan kriteria konvergensi untuk energi total ditetapkan sebagai 10⁻⁴ eV. Regangan tarik biaksial dikenakan pada cacat kekosongan-doped monolayer WSe₂ , yang dihitung oleh ε = (c c ₀ )/c ₀ × 100%, di mana c dan c ₀ adalah parameter kisi WSe monolayer tegang dan bebas₂ , masing-masing.

Hasil dan Diskusi

Struktur Atom dan Sifat Elektronik Monolayer WSe₂

Struktur kristal monolayer WSe₂ . yang paling stabil , dilambangkan sebagai 1H-WSe₂ , ditunjukkan pada Gambar. 1a, yang menunjukkan lapisan terjepit Se-WSe. Dalam 1H-WSe₂ , atom W dan atom Se menempati sub kisi lembaran heksagonal, dan atom Se pada lapisan bawah berada tepat di bawah atom Se pada lapisan atas. Panjang ikatan W-W yang kami hitung adalah 3,31 Å dan panjang ikatan W-Se adalah 2,54 Å, sesuai dengan hasil sebelumnya [10, 11]. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1b, struktur pita elektronik yang dihitung dan kepadatan status (DOS) untuk 1H-WSe₂ menunjukkan bahwa 1H-WSe₂ adalah semikonduktor non-magnetik dengan celah pita langsung 1,54 eV. Hasil perhitungan kami sangat sesuai dengan hasil sebelumnya 1,55 eV [12]. Untuk mendapatkan celah pita yang lebih akurat, kami mengadopsi metode Heyd–Scuseria–Ernzerh (HSE06) [46] untuk menghitung struktur pita elektronik. Kesenjangan energi 1H-WSe₂ dihitung dengan metode HSE06 adalah 2.0 eV.

a Tampilan atas dan samping untuk struktur atom monolayer WSe₂ . b Struktur pita elektronik dan kepadatan status (DOS) monolayer WSe₂ . Bola biru, merah, dan jeruk keprok masing-masing mewakili atom Tongkat Se di lapisan atas dan bawah. Level Fermi diatur sebagai 0 eV

Sifat Magnetik dan Elektronik dari Monolayer WSe yang Cacat₂ dengan Lowongan

Kami mempertimbangkan tujuh konfigurasi cacat kekosongan untuk WSe monolayer₂ dalam penelitian ini. Mereka adalah kekosongan atom tunggal termasuk satu kekosongan atom Se (V_Se ), kekosongan satu atom W (V_W ), dan kekosongan dua atom V_Se-Se , V_Se2 , dan V_W2 . Kekosongan dua atom Se V_Se-Se berarti dua atom Se yang berada tepat di bawah atau di atas satu sama lain dihilangkan, sedangkan V_Se2 /V_W2 kekosongan berarti bahwa dua atom Se/W yang berdekatan dihilangkan. Kami juga mempertimbangkan lowongan besar V_WSe3 dan V_WSe6 . V_WSe3 menunjukkan kekosongan satu atom W dan tiga atom Se di dekatnya pada lapisan yang sama, dan V_WSe6 menyajikan kekosongan satu atom W dan tiga pasang atom Se di dekatnya. Struktur WSe monolayer yang dioptimalkan₂ dengan lowongan V_Se , V_Se-Se , V_Se2 , V_B , V_W2 , V_WSe3 , dan V_WSe6 ditunjukkan pada sisipan Gambar. 2. Seperti yang dapat kita lihat, supersel 5 × 5 × 1 digunakan untuk penelitian ini tentang monolayer WSe yang cacat₂ .

Struktur atom yang dioptimalkan dari monolayer WSe₂ dengan V_Se , V_Se-Se , V_Se2 , V_B , V_W2 , V_WSe3 , dan V_WSe6 Lowongan. Bola biru, merah, dan jeruk keprok masing-masing mewakili atom W dan Se di lapisan atas dan bawah

Tabel 1 merangkum hasil untuk WSe monolayer yang cacat₂ dengan lowongan V_Se , V_Se-Se , V_Se2 , V_B , V_W2 , V_WSe3 , dan V_WSe6 . Kita dapat melihat bahwa jarak W-W di sekitar kekosongan V_Se , V_Se-Se , dan V_Se2 menurun masing-masing sebesar 0,23, 0,52, dan 0,24 Å dibandingkan dengan jarak W-W asli pada WSe monolayer₂ , yang berarti bahwa atom-atom W di sekitar kekosongan atom Se saling mendekat. Selain itu, jarak W-W di sekitar kekosongan V_W , V_W2 , dan V_WSe3 sedikit meningkat sebesar 0,02, 0,01, dan 0,06 Å. Dan jarak W-W di sekitar kekosongan atom tunggal (V_Se /V_W ) hampir sama dengan pasangan di sekitar kekosongan dua atom (V_Se2 /V_W2 ). Untuk lowongan yang lebih besar V_WSe6 -doped monolayer WSe₂ , jarak W-W antara atom W tetangga di sudut kekosongan berkurang 0,58 Å, tetapi jarak W-W di tepi kekosongan meningkat 0,44 Å. Energi formasi dari tujuh geometri kekosongan dihitung melalui:

$$ {E}_{\mathrm{form}}={E}_{\mathrm{van}\hbox{-} {\mathrm{WSe}}_2}\hbox{-} {E}_{{\ mathrm{WSe}}_2}+\Sigma {n}_{\mathrm{i}}{u}_{\mathrm{i}} $$

$ {E}_{\mathrm{van}\hbox{-} {\mathrm{WSe}}_2} $dan $ {E}_{{\mathrm{WSe}}_2} $adalah totalnya energi dari 5 × 5 × 1 supersel monolayer WSe₂ dengan dan tanpa cacat lowongan, dan u _i dan n _i (i =Se, W) adalah potensial kimia dan bilangan i . yang dihilangkan atom. Seperti tercantum pada Tabel 1, energi formasi yang dihitung untuk tujuh lowongan menunjukkan bahwa V_Se , kekosongan atom Se tunggal, harus sering diamati pada WSe₂ monolayer, konsisten dengan hasil sebelumnya dari monolayer MoS₂ [17, 21]. Untuk dua kekosongan atom Se dari V_Se-Se dan V_Se2 , energi pembentukan V_Se2 sedikit lebih tinggi dari V_Se-Se , menunjukkan bahwa V_Se-Se lebih disukai daripada V_Se2 . Oleh karena itu, dalam penelitian berikut, hanya V_Se-Se dipelajari sebagai dua kekosongan atom Se. Selain itu, energi formasi untuk lowongan ukuran besar lebih tinggi, yang dapat dihasilkan melalui jenis teknik rekayasa struktural tertentu [29,30,31].

Kami kemudian mempelajari sifat elektronik dari monolayer WSe yang cacat₂ dengan lowongan V_Se , V_Se-Se , V_B , V_W2 , V_WSe3 , dan V_WSe6 . Gambar 3 menunjukkan struktur pita elektronik dari enam lapisan tunggal WSe yang dikosongkan₂ . Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 3a, V_Se -doped monolayer WSe₂ tetap menjadi semikonduktor, tetapi jelas ada keadaan elektronik tambahan yang dihasilkan dari cacat kekosongan yang terletak di wilayah celah. Akibatnya, kesenjangan energi V_Se -doped monolayer WSe₂ berkurang menjadi 1,18 eV dibandingkan dengan WSe monolayer₂ . Struktur pita elektronik V_Se-Se -doped monolayer WSe₂ mirip dengan V_Se -doped monolayer WSe₂ , dan celah energinya dekat. V_B - dan V_WSe3 -doped monolayer WSe₂ ditunjukkan pada Gambar. 3c dan e juga mempertahankan fitur semikonduktor tetapi dengan celah energi yang jauh lebih kecil masing-masing 0,18 dan 0,76 eV. Berbeda dari cacat kekosongan di atas, saluran spin mayoritas dan minoritas didistribusikan secara asimetris untuk V_W2 - dan V_WSe6 -doped monolayer WSe₂ seperti yang ditunjukkan, pada Gambar. 3d dan f. Untuk V_W2 -doped monolayer WSe₂ , saluran spin mayoritas melintasi tingkat Fermi, sedangkan saluran spin minoritas mempertahankan semikonduktor dengan celah energi 0,19 eV, dan momen magnetnya adalah 2,0 μ_B , sedangkan V_WSe6 -doped monolayer WSe₂ adalah semikonduktor magnetik dengan momen magnetik 6,0 _B .

Struktur pita elektronik monolayer WSe₂ dengan a V_Se , b V_Se-Se , c V_B , d V_W2 , e V_WSe3 , dan f V_WSe6 Lowongan. Garis biru dan merah masing-masing mewakili saluran putaran mayoritas dan minoritas. Level Fermi diatur sebagai 0 eV

Kami juga menghitung densitas parsial keadaan (PDOS) untuk enam lapisan tunggal WSe₂ yang didoping kekosongan. untuk mempelajari lebih lanjut sifat elektroniknya. Gambar 4 menunjukkan bahwa keadaan elektronik tidak murni dari V_Se - dan V_Se-Se -doped monolayer WSe₂ sebagian besar terletak di daerah pita konduksi, dan sebagian besar berasal dari orbital d atom W di dekat kekosongan, dan sedikit dari orbital p atom Se di sekitar kekosongan. Secara berbeda, pita elektronik tidak murni dari V_W - dan V_WSe3 -doped monolayer WSe₂ tidak hanya terletak di daerah pita konduksi, tetapi juga terbelah di daerah pita valensi. Untuk V_W kekosongan, pita konduksi dekat tingkat Fermi terutama berasal dari d (d_xy , d_x2 dan d_z2 ) orbital atom W di sekitar kekosongan, dan pita valensi di dekat tingkat Fermi terutama berasal dari orbital p atom Se di sekitar kekosongan. Dibandingkan dengan V_W -doped monolayer WSe₂ , status elektronik tidak murni dari V_WSe3 -doped monolayer WSe₂ lebih jauh dari tingkat Fermi. Pita konduksi dekat tingkat Fermi diturunkan dari kedua Se p_z orbital dan orbital W d di sekitar kekosongan, sedangkan pita valensi di dekat tingkat Fermi sebagian besar berasal dari orbital W d di sekitar kekosongan. Selain itu, orbital W d dan orbital Se p tetangga berinteraksi kuat, menghasilkan keadaan hibridisasi di sekitar tingkat Fermi. Untuk setengah logam V_W2 -doped monolayer WSe₂ , persilangan pita konduksi tingkat Fermi terutama berasal dari Sep_x orbital, dan pita valensi dekat tingkat Fermi terutama berasal dari W d (d_x2 dan d_z2 ) orbit. Adapun semikonduktor magnetik V_WSe6 -doped monolayer WSe₂ , pita konduksi dan pita valensi dekat tingkat Fermi keduanya diturunkan dari orbital Wd dekat kekosongan.

Kerapatan parsial status (PDOS) monolayer WSe₂ dengan a V_Se , b V_Se-Se , c V_B , d V_W2 , e V_WSe3 , dan f V_WSe6 Lowongan. NN_W dan NN_Se masing-masing mewakili atom W dan Se tetangga terdekat di sekitar kekosongan. Level Fermi diatur sebagai 0 eV

Sifat Elektronik dan Magnetik Monolayer WSe₂ dengan Cacat Kekosongan Di Bawah Regangan Tarik

Kami mempelajari lebih lanjut sifat elektronik dan magnetik dari monolayer WSe yang dikosongkan₂ di bawah regangan biaksial karena regangan adalah cara yang efektif untuk menyetel struktur elektronik dan momen magnetik bahan 2D. Kami pertama-tama mempelajari 1H-WSe₂ monolayer di bawah regangan biaksial. Hasil perhitungan kami menunjukkan bahwa regangan biaksial mulai dari 0 hingga 7% tidak menginduksi magnet apa pun ke dalam monolayer WSe₂ , mirip dengan monolayer MoS₂ [34, 36]. Selain itu, monolayer WSe₂ masih mempertahankan sifat semikonduktor dengan celah energi menurun menjadi 0,5 eV pada regangan 7%, dan panjang ikatan W-W meningkat seiring dengan peningkatan regangan tarik yang diterapkan.

Kemudian, kami mempelajari vacancy-doped monolayer WSe₂ di bawah regangan tarik 0 ~ 7%. Gambar 5 menunjukkan struktur pita elektronik untuk V_Se -, V_Se-Se -, V_B -, V_W2 -, V_WSe3 -, dan V_WSe6 -doped monolayer WSe₂ di bawah regangan biaksial 1%, 4%, dan 7%. Mirip dengan WSe asli₂ lapisan tunggal, V_Se -, V_Se-Se -, dan V_WSe3 -doped monolayer WSe₂ semua mempertahankan fitur semikonduktor di bawah regangan biaksial 0~7%, dan minima pita konduksi semakin mendekati tingkat Fermi seiring dengan meningkatnya regangan tarik yang diterapkan. Untuk V_W -doped monolayer WSe₂ di bawah regangan biaksial yang lebih besar dari 1%, saluran spin mayoritas dan minoritas terdistribusi secara asimetris. Selain itu, V_W2 - dan V_WSe6 -doped monolayer WSe₂ keduanya menunjukkan fitur semikonduktor magnetik di bawah tekanan 1~7%. Meskipun V_Se -, V_Se-Se -, dan V_WSe3 -doped monolayer WSe₂ masih mempertahankan fitur semikonduktor di bawah regangan biaksial 0~7%, regangan biaksial secara efektif mengontrol celah energinya seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 6a. Kesenjangan energi V_Se - dan V_Se-Se -doped monolayer WSe₂ keduanya menurun dari 1,1 menjadi 0,5 eV, sedangkan celah energi V_WSe3 -doped monolayer WSe₂ relatif lebih kecil, yaitu menurun dari 0,76 menjadi 0,3 eV. Di sisi lain, kesenjangan energi V_W -, V_W2 -, dan V_WSe6 -doped monolayer WSe₂ kurang dari 0,2 eV di bawah regangan biaksial 0~7%.

Struktur pita elektronik monolayer WSe₂ dengan V_Se , V_Se-Se , V_B , V_W2 , V_WSe3 , dan V_WSe6 kekosongan di bawah regangan tarik 1%, 4%, dan 7%. Garis biru dan merah masing-masing mewakili saluran putaran mayoritas dan minoritas. Level Fermi diatur sebagai 0 eV

a Kesenjangan energi monolayer WSe₂ dengan V_Se , V_Se-Se , dan V_WSe3 Lowongan. b Momen magnetik monolayer WSe₂ dengan V_W , V_W2 , dan V_WSe6 lowongan di bawah regangan tarik 0~7%.

Di bawah regangan biaksial 0~7%, V_Se -, V_Se-Se -, dan V_WSe3 -doped monolayer WSe₂ tetap menjadi non-magnetik seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5. Sebaliknya, V_W non-magnetik -doped monolayer WSe₂ menjadi magnet dengan momen magnet 4 μ_B di bawah regangan biaksial lebih besar dari 1%. Kerapatan muatan spin-resolved yang ditunjukkan pada Gambar 7a menunjukkan bahwa momen magnet terutama muncul dari atom W dan Se di sekitar kekosongan. Seperti ditunjukkan pada Gambar. 7b, momen magnet V_W2 -doped monolayer WSe₂ terutama berasal dari atom Se di dekat kekosongan dan sedikit dari atom W di sekitar kekosongan. Ketika regangan yang diterapkan lebih besar dari 1%, lebih banyak atom Se yang terpolarisasi spin, menghasilkan momen magnet yang lebih besar sebesar 4 μ_B . Untuk V_WSe6 cacat kekosongan, kita dapat melihat bahwa momen magnetnya tetap 6 μ_B di bawah regangan 0~6% dan kemudian menurun menjadi 4 μ_B pada regangan 7% seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 6b. Gambar 7c menunjukkan bahwa momen magnetiknya terutama muncul dari enam atom W di sekitar V_WSe6 . Ketika regangan yang diterapkan meningkat menjadi 7%, atom Se terdekat di sekitar kekosongan lebih terpolarisasi spin, tetapi momen magnetik lokal pada atom W berkurang. Sejalan dengan itu, momen magnet total V_WSe6 -doping WSe₂ berkurang menjadi 4 μ_B di bawah 7% ketegangan.

Kepadatan muatan yang diselesaikan dengan putaran dari monolayer WSe₂ dengan a V_B , b V_W2 , dan c V_WSe6 lowongan di bawah regangan tarik 0~7%. Isosurfaces kuning dan cyan masing-masing mewakili kepadatan putaran positif dan negatif

Kesimpulan

Singkatnya, kami mempelajari beberapa cacat kekosongan untuk WSe monolayer₂ , termasuk kekosongan atom Se dan W tunggal (V_Se dan V_W ), kekosongan atom Se dan W ganda (V_Se-Se dan V_W2 ), kekosongan besar satu atom W dan tiga atom Se di dekatnya pada lapisan yang sama (V_WSe3 ), dan kekosongan satu atom W dan tiga pasang atom Se terdekat (V_WSe6 ). V_Se -, V_Se-Se -, V_B -, dan V_WSe3 -doped monolayer WSe₂ semua menjaga fitur semikonduktor non-magnetik sebagai WSe₂ . yang sempurna monolayer, tetapi dengan celah energi yang lebih kecil karena keadaan elektronik tidak murni yang terletak di wilayah celah energi, yang dikaitkan dari orbital W d dan Se p di sekitar kekosongan, sedangkan V_W2 dan V_WSe6 lowongan menyebabkan magnetisme menjadi monolayer WSe₂ dengan momen magnet 2 dan 6 μ_B , masing-masing. Khususnya, WSe monolayer₂ dengan V_W2 kekosongan mengubah menjadi setengah logam dari semikonduktor. Lebih penting lagi, hasil perhitungan kami menunjukkan bahwa regangan biaksial eksternal secara efektif menyetel magnetisme dan sifat elektronik monolayer WSe₂ .