二维氮化物薄膜材料的电子性质
发布时间：2021-04-12 21:59
石墨烯优异的电子性质,激励着人们去探索其它的新型二维薄膜材料。而作为碳元素的邻居,氮元素组成的二维氮化物薄膜材料表现出来的新颖的电子性质和显著的稳定性激发了广大研究者的兴趣,成为二维薄膜材料领域的一大研究热点。氮元素作为电负性非常高的元素之一,很容易与各种元素组合形成多种多样的氮化物。本论文将提出几种二维氮化物薄膜材料并研究其电子性质。本论文总共有五章。第一章我们简单地介绍了二维薄膜材料的研究现状,并介绍了二维薄膜材料中的狄拉克点、平带等独特的电子性质。第二章讲述了第一性原理的计算方法和紧束缚模型方法。第三章我们预测出两种新型的二维氮化硼结构:5-7 BN和Kagome BN,并研究了它们的稳定性和电子性质。大多数三维或者二维氮化硼结构都是宽带隙绝缘体而这两种结构则是具有金属特性的新型二维氮化硼材料,更有趣的是,计算表明5-7 BN结构在费米能级处有狄拉克锥,表明该结构是典型的狄拉克材料,其电子速度约为105 m/s。而Kagome BN在费米能级下方有两条平带,因此结构中存在重费米子。在单个空穴掺杂之后,Kagome BN顶部平带劈裂成自旋向上和自旋向下的能带,...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）石墨二炔纳米薄膜合成的原理图
湘潭大学硕士毕业论文3图1.2二维碳薄膜同素异形体的几何结构：A-G依次是C66-、C65-、C64-、C63-、C62-、C31-和C41-，虚线框代表它们的单胞。1.2.2二维氮化硼薄膜材料的研究进展在发现单层石墨烯及其独特的电子性质之后，研究人员进行了深入的研究，从而导致了新型二维结构的出现，例如六角氮化硼和过渡金属二卤化物。由于石墨烯和二维薄膜材料的独特性，其研究领域得到了广泛的发展，与它们的大体积和其他尺寸对应物相比，独特而迷人的低尺寸结构和特性更加能够激发人们的研究兴趣。氮化硼（BN）是最轻的III-V主族化合物，它与元素碳的结构非常相似，相邻原子之间的电子总数相同[20]。比如，石墨和金刚石都是由碳原子组成的三维结构分别由sp2共轭碳（即石墨烯）层和sp3碳原子网络组成[12]。而六方氮化硼和立方氮化硼是可以与之类比的，分别由层状结构和四面体结构组成。尽管二维纳米材料已被讨论了数多年，但目前对这些材料的兴趣才开始于2004年，当时Geim及其同事分离出一层原子厚度的石墨烯薄膜并发现了其非凡的电子性能[3]。图1.3h-BN的二维结构，粉色是硼原子、蓝色是氮原子。在过去的很多年，由于二维六角氮化硼（h-BN）是超平面和高稳定结构的绝缘体，被很多的人探索其独特的性质。由于块体的氮化硼和石墨类似，且单层的六角氮化硼结构很是接近石墨烯结构，它的晶格被蜂窝状交替排列的相等数量的硼和氮原子占据。与石墨烯类似，sp2杂化的六角氮化硼在平面内显示强共价键，在不同平面之间具有范德华力的弱键。其中二维氮化硼是六角的，其晶格参数均为a=b=2.50，它的结构如图1.3示[21]。尽管h-BN和石墨烯的晶体结构相似，
湘潭大学硕士毕业论文3图1.2二维碳薄膜同素异形体的几何结构：A-G依次是C66-、C65-、C64-、C63-、C62-、C31-和C41-，虚线框代表它们的单胞。1.2.2二维氮化硼薄膜材料的研究进展在发现单层石墨烯及其独特的电子性质之后，研究人员进行了深入的研究，从而导致了新型二维结构的出现，例如六角氮化硼和过渡金属二卤化物。由于石墨烯和二维薄膜材料的独特性，其研究领域得到了广泛的发展，与它们的大体积和其他尺寸对应物相比，独特而迷人的低尺寸结构和特性更加能够激发人们的研究兴趣。氮化硼（BN）是最轻的III-V主族化合物，它与元素碳的结构非常相似，相邻原子之间的电子总数相同[20]。比如，石墨和金刚石都是由碳原子组成的三维结构分别由sp2共轭碳（即石墨烯）层和sp3碳原子网络组成[12]。而六方氮化硼和立方氮化硼是可以与之类比的，分别由层状结构和四面体结构组成。尽管二维纳米材料已被讨论了数多年，但目前对这些材料的兴趣才开始于2004年，当时Geim及其同事分离出一层原子厚度的石墨烯薄膜并发现了其非凡的电子性能[3]。图1.3h-BN的二维结构，粉色是硼原子、蓝色是氮原子。在过去的很多年，由于二维六角氮化硼（h-BN）是超平面和高稳定结构的绝缘体，被很多的人探索其独特的性质。由于块体的氮化硼和石墨类似，且单层的六角氮化硼结构很是接近石墨烯结构，它的晶格被蜂窝状交替排列的相等数量的硼和氮原子占据。与石墨烯类似，sp2杂化的六角氮化硼在平面内显示强共价键，在不同平面之间具有范德华力的弱键。其中二维氮化硼是六角的，其晶格参数均为a=b=2.50，它的结构如图1.3示[21]。尽管h-BN和石墨烯的晶体结构相似，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Superconducting Single-Layer T-Graphene and Novel Synthesis Routes[J]. 顾琴燕,邢定钰,孙建. Chinese Physics Letters. 2019(09)
本文编号：3134054
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）石墨二炔纳米薄膜合成的原理图
湘潭大学硕士毕业论文3图1.2二维碳薄膜同素异形体的几何结构：A-G依次是C66-、C65-、C64-、C63-、C62-、C31-和C41-，虚线框代表它们的单胞。1.2.2二维氮化硼薄膜材料的研究进展在发现单层石墨烯及其独特的电子性质之后，研究人员进行了深入的研究，从而导致了新型二维结构的出现，例如六角氮化硼和过渡金属二卤化物。由于石墨烯和二维薄膜材料的独特性，其研究领域得到了广泛的发展，与它们的大体积和其他尺寸对应物相比，独特而迷人的低尺寸结构和特性更加能够激发人们的研究兴趣。氮化硼（BN）是最轻的III-V主族化合物，它与元素碳的结构非常相似，相邻原子之间的电子总数相同[20]。比如，石墨和金刚石都是由碳原子组成的三维结构分别由sp2共轭碳（即石墨烯）层和sp3碳原子网络组成[12]。而六方氮化硼和立方氮化硼是可以与之类比的，分别由层状结构和四面体结构组成。尽管二维纳米材料已被讨论了数多年，但目前对这些材料的兴趣才开始于2004年，当时Geim及其同事分离出一层原子厚度的石墨烯薄膜并发现了其非凡的电子性能[3]。图1.3h-BN的二维结构，粉色是硼原子、蓝色是氮原子。在过去的很多年，由于二维六角氮化硼（h-BN）是超平面和高稳定结构的绝缘体，被很多的人探索其独特的性质。由于块体的氮化硼和石墨类似，且单层的六角氮化硼结构很是接近石墨烯结构，它的晶格被蜂窝状交替排列的相等数量的硼和氮原子占据。与石墨烯类似，sp2杂化的六角氮化硼在平面内显示强共价键，在不同平面之间具有范德华力的弱键。其中二维氮化硼是六角的，其晶格参数均为a=b=2.50，它的结构如图1.3示[21]。尽管h-BN和石墨烯的晶体结构相似，
湘潭大学硕士毕业论文3图1.2二维碳薄膜同素异形体的几何结构：A-G依次是C66-、C65-、C64-、C63-、C62-、C31-和C41-，虚线框代表它们的单胞。1.2.2二维氮化硼薄膜材料的研究进展在发现单层石墨烯及其独特的电子性质之后，研究人员进行了深入的研究，从而导致了新型二维结构的出现，例如六角氮化硼和过渡金属二卤化物。由于石墨烯和二维薄膜材料的独特性，其研究领域得到了广泛的发展，与它们的大体积和其他尺寸对应物相比，独特而迷人的低尺寸结构和特性更加能够激发人们的研究兴趣。氮化硼（BN）是最轻的III-V主族化合物，它与元素碳的结构非常相似，相邻原子之间的电子总数相同[20]。比如，石墨和金刚石都是由碳原子组成的三维结构分别由sp2共轭碳（即石墨烯）层和sp3碳原子网络组成[12]。而六方氮化硼和立方氮化硼是可以与之类比的，分别由层状结构和四面体结构组成。尽管二维纳米材料已被讨论了数多年，但目前对这些材料的兴趣才开始于2004年，当时Geim及其同事分离出一层原子厚度的石墨烯薄膜并发现了其非凡的电子性能[3]。图1.3h-BN的二维结构，粉色是硼原子、蓝色是氮原子。在过去的很多年，由于二维六角氮化硼（h-BN）是超平面和高稳定结构的绝缘体，被很多的人探索其独特的性质。由于块体的氮化硼和石墨类似，且单层的六角氮化硼结构很是接近石墨烯结构，它的晶格被蜂窝状交替排列的相等数量的硼和氮原子占据。与石墨烯类似，sp2杂化的六角氮化硼在平面内显示强共价键，在不同平面之间具有范德华力的弱键。其中二维氮化硼是六角的，其晶格参数均为a=b=2.50，它的结构如图1.3示[21]。尽管h-BN和石墨烯的晶体结构相似，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Superconducting Single-Layer T-Graphene and Novel Synthesis Routes[J]. 顾琴燕,邢定钰,孙建. Chinese Physics Letters. 2019(09)
本文编号：3134054
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3134054.html
