新型二维碳氮基功能材料的第一性原理研究

发布时间：2022-02-09 16:22

　　新型功能材料,尤其是二维层状材料展现了很多优异的性质,吸引了很多研究者的关注,并推动了相关器件的发展。这类材料具有天然的大的比表面积、载流子可调性、独特的电子结构等特性,为研究低维体系中新颖的电子、光子和声子等基础特性提供了平台,同时对推动柔性电子器件的发展贡献了力量。石墨烯催生了二维材料的发展,使其成为材料工程、凝聚态物理、量子化学等领域的研究前沿。然而按需定制具有特定功能的材料一直以来是材料、物理、化学等科学家研究的热点。基于计算机技术发展起来的第一性原理计算,成为材料理论和设计的有力工具,在研究材料基础特性和开发新型功能材料方面取得了巨大成功。特别是最近兴起的,以神经网络计算为核心的机器学习等新型计算机学科,与材料学科紧密结合,并在设计新型功能材料方面扮演着越来越重要的角色。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了几类新型碳氮基功能材料的基础性质,为其在相应领域中的应用提供了理论指导。本论文主要工作及创新点如下:首先,基于图形化的方法,研究了纳米孔石墨烯的结构特性。计算研究的构型中,孔洞呈周期性排列构成三角晶格,具有锯齿形的边缘形态,悬挂键用氢原子饱和。计算中采用了三个整... 

【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 纳米孔石墨烯
    1.3 新型二维碳氮化合物
    1.4 二维过渡金属碳氮化合物
    1.5 二维Nodal-line半金属
    1.6 论文内容安排
第二章 理论与方法
    2.1 引言
    2.2 多粒子体系
    2.3 绝热近似和单电子近似
    2.4 密度泛函理论
        2.4.1 托马斯-费米近似
        2.4.2 Hohenberg-Kohn理论
        2.4.3 Kohn-Sham方程
        2.4.4 交换关联泛函
        2.4.5 平面波和赝势
    2.5 瓦尼尔函数
        2.5.1 最大局域化瓦尼尔函数
        2.5.2 瓦尼尔电荷心
    2.6 本章小结
第三章 纳米孔石墨烯的第一性原理研究
    3.1 引言
    3.2 计算方法及晶体结构
    3.3 能带结构及分析
    3.4 光学性质与带阶匹配
    3.5 带隙拟合
    3.6 本章小结
第四章 二维C_9N_4半金属性质的第一性原理研究
    4.1 引言
    4.2 计算方法与晶体结构
    4.3 能带结构与分析
    4.4 紧束缚模型及分子轨道
    4.5 稳定性分析
    4.6 本章小结
第五章 二维Mo_2N的表面功能化
    5.1 引言
    5.2 计算方法与晶体结构
    5.3 计算结果及分析
    5.4 本章小结
第六章 总结
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]拓扑量子催化:TiSi家族的拓扑节线态和潜在催化析氢性能（英文）[J]. 李江旭,马会,谢庆,封少波,Sami Ullah,李荣汉,董俊华,李殿中,李依依,陈星秋.  Science China Materials. 2018(01)
[2]Two-Dimensional Node-Line Semimetals in a Honeycomb-Kagome Lattice[J]. 卢金炼,罗伟,李雪阳,杨晟祺,曹觉先,龚新高,向红军.  Chinese Physics Letters. 2017(05)
[3]Topological nodal line semimetals[J]. 方辰,翁红明,戴希,方忠.  Chinese Physics B. 2016(11)
[4]Layered Machinable and Electrically Conductive Ti2AlC and Ti3AlC2 Ceramics:a Review[J]. X.H.Wang and Y.C.Zhou Shenyang National Laboratory for Materials Science,Institute of Metal Research,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,China.  Journal of Materials Science & Technology. 2010(05)



本文编号：3617305