几种新型二维纳米材料的结构预测及其电子性质研究

发布时间：2023-04-01 00:01

　　2004年,石墨烯的发现标志着二维纳米材料的诞生。从此之后,越来越多的新型二维纳米材料被发现和制备出来。由于一些二维纳米材料具有优异的光,电,力,磁学等方面的性质,引起了人们的广泛研究。本文在充分调研了二维纳米材料的基础上,利用第一性原理,探讨了几种优异的二维纳米材料,并且研究了它们丰富的性质。本文主要研究内容是:首先,通过CALYPSO,我们成功地预测了一个全新的二维纳米单层——BeC。这个BeC二维纳米单层具有独特的结构。在BeC二维纳米单层中,每个碳原子链接周围的四个原子,形成平面四配位碳。BeC二维纳米单层是一种间接带隙半导体,带隙为1.01eV。并且它的载流子迁移率可以达到10⁴量级,这一点可以使它在未来纳电子领域具有很大的潜力。其次,我们也预测了另一种二维纳米单层——MgN₂单层。通过声子谱,结合能,动力学和力学判据可知,MgN₂二维纳米单层是稳定的,具备一定实验合成的可能性。除了研究MgN₂二维纳米单层稳定性之外,我们还研究了MgN₂的电学性质。研究发现MgN

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 纳米结构及其特性
        1.1.1 纳米结构及其分类
        1.1.2 纳电子学及其应用
    1.2 二维纳米单层研究现状
        1.2.1 石墨烯
        1.2.2 其他单元素二维纳米材料
        1.2.3 化合物二维纳米单层材料
    1.3 本文研究内容概述
第二章 理论与计算方法
    2.1 密度泛函理论
        2.1.1 多粒子薛定谔方程
        2.1.2 Born-Opprnheimor近似和Hartee-Fork近似
        2.1.3 Hohenberg-Kohn方程
        2.1.4 Kohn-Sham方程
    2.2 交换相关能量泛函
        2.2.1 局域自旋密度近似
        2.2.2 广义梯度近似
        2.2.3 杂化泛函
    2.3 第一性原理计算软件
        2.3.1 VASP
        2.3.2 CASTEP
        2.3.3 DMol3

        2.3.4 CALYPSO
第三章 二维BeC的DFT理论研究
    3.1 引言
    3.2 计算方法及参数
    3.3 BeC的结构特征
    3.4 二维纳米单层BeC的稳定性
        3.4.1 结合能计算与分析
        3.4.2 声子谱计算与分析
        3.4.3 分子动力学模拟
        3.4.4 力学稳定准则
    3.5 二维纳米单层BeC的电子性质
        3.5.1 二维纳米单层BeC的电子特性
        3.5.2 二维纳米单层BeC的载流子迁移率
        3.5.3 双层BeC结构的电子特性
    本章小结
第四章 二维MgN₂的DFT理论研究
    4.1 引言
    4.2 计算方法及参数
    4.3 MgN₂的结构特性
    4.4 二维纳米单层MgN₂的稳定性
    4.5 二维纳米单层MgN₂的电学性质
    本章小结
第五章 二维Cu₂Si纳米结构的气敏性质研究
    5.1 引言
    5.2 计算方法及参数
    5.3 二维纳米单层Cu₂Si的结构特征
    5.4 二维纳米单层Cu₂Si气体吸附后的性质分析
    本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢



本文编号：3776053

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