二维硫化铂（PtS）作为过渡金属硫化物（TMDs）家族的重要成员，凭借其层状结构、可调带隙及良好的物理化学性质，在光电探测、催化、能源存储等领域展现出潜力。其能带结构（带隙大小、导带/价带位置）直接影响材料的光吸收、载流子迁移率及催化活性，而层数、应变及掺杂是调控能带的核心手段。

二维硫化铂（PtS）的能带结构特性

二维硫化铂（PtS）的能带结构具有层数依赖性。随着层数的增加，PtS的能带结构会发生变化。单层PtS具有较大的带隙，而随着层数的增加，带隙逐渐减小，最终在块体材料中趋于稳定。这种层数依赖的能带结构变化主要归因于量子限制效应和层间相互作用的共同作用。

层数对能带结构的影响

（一）量子限制效应

在单层和少层PtS中，量子限制效应影响其能带结构。量子限制效应导致电子在垂直于薄膜平面方向上的运动受到限制，从而使得能带结构发生变化。具体表现为带隙的增大，这是因为量子限制效应使得电子能级分裂，增加了电子跃迁的能量差。

（二）层间相互作用

随着层数的增加，层间相互作用逐渐增强。在多层PtS中，层间通过范德华力相互作用，这种相互作用会使得能带结构发生改变。例如，层间相互作用会导致能带的展宽和带隙的减小。此外，层间相互作用还会影响电子的传输特性，进而影响材料的电学性能。

应变对能带结构的影响

（一）应变引入方法

应变可以通过多种方法引入二维PtS材料中，包括基底设计、热膨胀系数差异等。例如，通过将PtS薄膜转移到具有压电效应的基底上，通电使基底压缩或伸长，从而将应变传递到PtS薄膜上。此外，利用热膨胀系数不匹配的基底也可以在PtS薄膜中引入应变。

（二）应变调控机制

应变可以改变PtS薄膜的能带结构。研究表明，施加应变可以调节PtS薄膜的带隙大小和类型。施加拉应变可以增大带隙，而施加压应变则可以减小带隙。此外，应变还可以影响PtS薄膜的电子态密度，进而影响其电学和光学性能。

掺杂对能带结构的影响

（一）掺杂元素与行为

掺杂是调控PtS薄膜能带结构的有效手段之一。通过在PtS薄膜中引入掺杂元素，可以改变其电子结构，从而实现对能带结构的调控。例如，Nb（铌）和Re（铼）分别作为p-型和n-型掺杂剂，能够有效调控WSe₂的电子结构。类似地，通过选择合适的掺杂元素，可以实现对PtS薄膜能带结构的有效调控。

（二）能带调控效果

掺杂后，PtS薄膜的能带结构会发生变化。例如，掺杂Re原子以及同时掺杂Re和Nb原子后，PtS薄膜的禁带宽度消失，表现出金属性。此外，掺杂还可以影响PtS薄膜的光学性能，如光致发光强度和吸收光谱。

二维硫化铂（PtS）的能带结构可以通过层数、应变和掺杂等手段进行有效调控。层数的变化主要通过量子限制效应和层间相互作用影响能带结构；应变可以通过改变原子间的化学键构型和电子轨道间的相互作用来调控能带结构；掺杂则通过引入异质原子来改变电子结构，从而实现对能带结构的调控。通过综合运用这些调控策略，可以实现对PtS薄膜能带结构的调控，为其在电子器件、光电器件和催化等领域的应用提供了空间。